JPH05322356A

JPH05322356A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH05322356A
Application number: JP13692692A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Suzuki; 一弘鈴木; Yoichi Mihara; 陽一三原
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1992-05-28
Filing date: 1992-05-28
Publication date: 1993-12-07

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は蒸発器の過熱度の増大がなく、か
つ、冷凍サイクルが短時間で安定する空気調和機を提供
することを目的とする。【構成】本発明はインバータ駆動圧縮機、室外熱交換
器、圧縮機の吐出配管温度により開度制御される電動式
膨張弁、及び室内熱交換器により冷凍サイクルを構成し
てなる空気調和機において、前記圧縮機のインバータ周
波数及び外気温を入力し、これによって目標とする吐出
配管温度を変化させて前記電動式膨張弁開度を制御する
制御手段を備えたことを特徴とする空気調和機を構成と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９に従来の空気調和機の構成の一例を
示す。空気調和機は圧縮機１、四方切換弁２、室内熱交
換器３、電動式膨張弁４、室外熱交換器５、四方切換弁
２の回路で冷凍サイクルが形成されている。

【０００３】圧縮機１はインバータ６によって負荷に対
応した周波数で運転できる。電動式膨張弁４は図１０に
示す様に図９の配管温度検知手段８にらって検知された
配管温度ｔによってその開度が変化し、最適な運転点と
なる様に制御器７によって制御される。これは一般的に
フィードバック制御と言われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の空気調和機
には解決すべき次の課題があった。

【０００５】即ち、図９に示す例は、冷凍サイクルを最
適な状態に制御するという点では優れているが最適な状
態として目標とする吐出管温度ｔが或る決った値である
ため、図１１に示す様に例えば圧縮機周波数が低下した
場合、応答遅れを起こすのみでなく、吐出管温度を一定
に保とうとするため、蒸発器の過熱度が増大し、蒸発器
の、熱交換器としての有効利用を阻害し、最高の性能を
引き出せないという問題があった。

【０００６】また、暖房運転時において吐出管温度を一
定に保つために弁開度を閉じすぎると低圧圧力の低下に
よる着霜の促進、油戻り不良による圧縮機焼き付き等の
リスクが生じるという問題があった。

【０００７】また、圧縮機周波数が負荷変動等により比
較的速い速度で変化した場合、膨張弁の開度変化が遅
れ、配管温度変化に代表される冷凍サイクルの安定に時
間を要するという問題があった。

【０００８】本発明は上記問題を解決するため、蒸発器
の過熱度の増大がなく、冷凍サイクルが早く安定する空
気調和機を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
手段として、次の（１），（２）に記載の空気調和機を
提供しようとするものである。（１）．インバータ駆動圧縮機、室外熱交換器、圧縮機
の吐出配管温度により開度制御される電動式膨張弁、及
び室内熱交換器により冷凍サイクルを構成してなる空気
調和機において、前記圧縮機のインバータ周波数及び外
気温を入力し、これによって目標とする吐出配管温度を
変化させて前記電動式膨張弁開度を制御する制御手段を
備えたことを特徴とする空気調和機。（２）．インバータ駆動圧縮機、室外熱交換器、圧縮機
の吐出配管温度により開度制御される電動式膨張弁、及
び室内熱交換器により冷凍サイクルを構成してなる空気
調和機において、前記圧縮機のインバータ周波数を入力
し、同周波数の変化が所定値を超えたとき、前記電動式
膨張弁開度をインバータ周波数の変化に比例させて変化
させる制御手段を備えたことを特徴とする空気調和機。

【００１０】

【作用】本発明は上記のように構成されるので次の作用
を有する。

【００１１】（１）．上記（１）の構成にあっては、イ
ンバータ駆動の圧縮機のインバータ周波数及び外気温を
入力し、この両方によって目標とする吐出配管温度を変
え、電動式膨張弁の開度を制御する制御手段を備えるの
で、仮りに外気温を一定とすると、圧縮機周波数が下る
と目標とする吐出管温度も下がり、電動式膨張弁開度も
相応した制御を受け、蒸発器の過熱度の上昇が生じな
い。

【００１２】（２）．上記（２）の構成にあっては、イ
ンバータ駆動の圧縮機のインバータ周波数を入力し、同
周波数の変化が所定値を超えたとき、電動式膨張弁の開
度をインバータ周波数の変化に比例させて変化させる制
御手段を備えるので、圧縮機周波数が比較的速い速度で
変化した場合でもその変化が所定値を超えていると比例
制御となるため、配管温度に相応して安定すべき目標値
から大きくゆきすぎるということがなく、短時間で安定
する。

【００１３】

【実施例】本発明の第１、第２実施例を図１〜図８によ
り説明する。なお、従来例または先の実施例と同様の構
成部品には同符号を付し、必要ある場合を除き説明を省
略する。

【００１４】（第１実施例）請求項１の発明に係る第１
実施例を図１〜図５により説明する。

【００１５】図１は本実施例に係る空気調和機の構成の
ブロック図、図２は本実施例の制御ルールに用いる吐出
管温度ｔとそれに対応する記号の図、図３は本実施例の
制御ルールに用いる圧縮機周波数Ｈｚと外気温度と図２
に示す吐出管温度ｔとの関係を対応記号で示した図、図
４は本実施例の制御ルールの図、図５は本実施例の主要
構成品等の応答図である。

【００１６】図１において、９は室外温度検知手段で制
御器７に連結され、かつ、インバータ６も制御器７に結
合子６ａによって連結されている。即ち、制御器７は室
外温度検知手段９から外気温情報を、インバータ６から
圧縮機１のインバータ周波数情報をそれぞれ入力される
よう構成されている。

【００１７】その他の構成は従来例と同様である。

【００１８】次に上記構成の作用について説明する。本
実施例の目標とする吐出管温度は図２に示すように温度
範囲によってゾーン分けされ、記号化されている。ま
た、その目標とするゾーンは図３に示すようにインバー
タＨｚ（周波数）と外気温度Ｃとによって変化する。弁
開度（電動式膨張弁４の開度）の制御は図４に示すルー
ルによって行なわれる。即ち、吐出管温度の範囲を目標
より上のゾーンに移す場合は弁開度は開方向、目標より
下のゾーンに移す場合は弁開度は閉方向、すでに目標ゾ
ーンにある場合はそのまま保持とする。

【００１９】このような自動操作により、たとえば圧縮
機周波数Ｈｚが低下する場合、図５に示すように、その
低下に伴い、吐出管温度は、一旦、低下するが、圧縮機
周波数Ｈｚが低下しているのであるから図３に示すよう
に目標とする吐出管温度が下がるため弁開度はそれに応
じた制御を行ない、吐出管温度はわずかの低下し過ぎ分
を直ちに回復してあるべき低いゾーンに安定する。この
結果、図に破線で示す従来例の場合のような、周波数低
下に伴う過熱度の上昇が生じない。なお、図５中、その
他の破線も従来例の場合を示す。

【００２０】（第２実施例）請求項２の発明に係る第２
実施例を図６〜図８により説明する。

【００２１】図６は本実施例に係る空気調和機の要部の
構成のブロック図、図７はそのフローチャートの図、図
８は本実施例の主要構成品等の応答図である。

【００２２】図６において、制御機７ａはインバータ６
と制御的に結合子６ａによって連結されていてインバー
タ６から圧縮機１のインバータ周波数情報を入力され、
その周波数が所定値を超えたときは電動式膨張弁４の開
度を、インバータ周波数の変化に比例させて変化させる
よう構成されている。その他の構成は従来例と同様であ
る。

【００２３】次に上記構成の作用について説明する。図
７に示すように制御器７ａは圧縮機周波数の変化量を常
にチェックし、変化の傾きがＸＨｚ／sec を超えたとき
は周波数Ｈｚ変化分に係数Ａを掛けた分だけ膨張弁開度
Ｅを変化させる。周波数Ｈｚ変化が正の場合は膨張弁開
度Ｅは開方向、負の場合は閉方向となる。

【００２４】このような自動操作により、生じる応答状
況を示したのが図８で、圧縮機周波数変化の少ない状況
をアに、圧縮機周波数がたとえば急に低下した状況をイ
に、急低下の後、安定した状況をウにそれぞれ示す。

【００２５】状況アのように圧縮機周波数がほぼ一定で
も膨張弁開度Ｅは配管温度ｔを一定に保つために常に制
御されている。従って、たとえば圧縮機周波数がイのよ
うに急に所定値を超えて低下（変化）した場合、膨張弁
開度Ｅは圧縮機周波数変化に比例したＡ_X（Ｈ₂−
Ｈ₁）パルス分だけ閉じ、配管温度ｔの急激な低下を回
避する。

【００２６】その後、圧縮機周波数がウの領域で安定す
ると目標温度と配管温度ｔとの差に応じて図のΔＥの開
度制御を行なう。このように圧縮機周波数が、所定値を
超えて、たとえば急に低下した場合、制御器７ａが膨張
弁開度Ｅを圧縮機周波数に対し比例制御するので配管温
度ｔが安定すべき値を超えて急激に低下することがな
く、従って、圧縮機周波数が迅速に安定に向うことがで
きる。

【００２７】以上の通り、第１実施例によれば室外温度
検知手段９とインバータ６とによって得た外気温度情報
とインバータ周波数情報とによって制御器７が吐出管温
度を変化させ、電動式膨張弁４の開度を制御するので周
波数低下に伴う過熱度の上昇がないという利点がある。

【００２８】また、第２実施例によれば、インバータ６
によって得たインバータ周波数情報によって制御器７ａ
が、インバータ周波数変化が所定値を超えたとき、電動
式膨張弁開度をインバータ周波数変化に比例するよう制
御するので配管温度変化が大きく変動することがなく、
圧縮機周波数も短時間で安定するという利点がある。

【００２９】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので次
の効果を有する。

【００３０】請求項１の発明にあってはインバータ周波
数変化および外気温の変化によって目標とする吐出管温
度が変化するため、蒸発器の最適過熱度が常に確保され
ることにより性能が向上する。

【００３１】また、低外気温時等の弁開度適正化による
焼付き防止が果たされる。

【００３２】請求項２の発明にあっては、圧縮機周波数
が速い速度で変化しても膨張弁開度が迅速に応答するた
め、安定までの時間が短縮する。また、この結果、能力
変動が小さくなり、綜合性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る空気調和機の構成ブ
ロック図、

【図２】第１実施例の制御ルールに用いる吐出管温度と
それに対応する記号の図、

【図３】第１実施例の制御ルールに用いる圧縮機周波数
と外気温と図２に示す吐出管温度との関係を対応記号で
示した図、

【図４】第１実施例の制御ルールの図、

【図５】第１実施例の主要構成品等の応答図、

【図６】本発明の第２実施例に係る空気調和機の要部構
成のブロック図、

【図７】第２実施例のフローチャート図、

【図８】第２実施例の主要構成品等の応答図、

【図９】従来例の構成のブロック図、

【図１０】従来例の膨張弁制御例の図、

【図１１】従来例の主要構成品等の応答図である。

【符号の説明】１圧縮機２四方切換弁３室内熱交換器４電動式膨張弁５室外熱交換器６インバータ６ａ結合子７，７ａ制御器８配管温度検知手段９室外温度検知手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インバータ駆動圧縮機、室外熱交換器、
圧縮機の吐出配管温度により開度制御される電動式膨張
弁、及び室内熱交換器により冷凍サイクルを構成してな
る空気調和機において、前記圧縮機のインバータ周波数
及び外気温を入力し、これによって目標とする吐出配管
温度を変化させて前記電動式膨張弁開度を制御する制御
手段を備えたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】インバータ駆動圧縮機、室外熱交換器、
圧縮機の吐出配管温度により開度制御される電動式膨張
弁、及び室内熱交換器により冷凍サイクルを構成してな
る空気調和機において、前記圧縮機のインバータ周波数
を入力し、同周波数の変化が所定値を超えたとき、前記
電動式膨張弁開度をインバータ周波数の変化に比例させ
て変化させる制御手段を備えたことを特徴とする空気調
和機。