JPH0735393A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】インバータ用リアクタの過熱による破壊を未然
に防止し得ると共に、空調運転の立上りを早める。 【構成】コンプレッサ２の回転数を制御するインバータ
１０のリアクタ１４に流れる電流を所定の初期制限値以
下に抑える電流制御手段１８と、外気温を検出する外気
温センサ１７と、この外気温センサ１７により検出され
た外気温が所定値以上であるときに、電流制御手段１８
の初期電流制限値を、空調運転開始から所定時間経過
後、所定値に下げる初期値制御手段２１ａとを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインバータ用リアクタに
流れる電流の上限を制御する電流制御手段を有する空気
調和機に係り、特に、リアクタ電流の制限方法を改良し
た空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の空気調和機の一例として
はコンプレッサの回転数をインバータにより制御するも
のがあり、このインバータには例えばＡＣ１００ＶをＤ
Ｃ２００Ｖに昇圧して整流する倍電圧整流回路の入力側
に、力率改善のためのリアクタを設けている。

【０００３】この倍電圧整流回路は例えばＡＣ１００Ｖ
をＤＣ２００Ｖに昇圧して整流する場合には、ＡＣ２０
０Ｖを整流する場合に比して、この倍電圧整流回路のリ
アクタに流れる電流がより多く増大して発熱量が増加す
るので、リアクタの昇温も激しく、場合によっては過熱
により破壊する場合もある。

【０００４】そこで、従来から、リアクタに流れる電流
が所定の最大許容値以上に流れるのを防止するために、
リアクタ電流をその最大許容電流以下に抑制する電流制
御手段を設けている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の空気調和機では、図１０にも示すようにイン
バータ用リアクタの最大許容電流値、つまり、制限値を
外気温の高低に拘らず、常に一定に設定しているため
に、リアクタ電流が制限値以内であっても、リアクタが
過熱により破壊される場合がある。

【０００６】つまり、近年では、インバータを内蔵する
室外機を、外気の流通が比較的悪い場所や狭い空間に設
置する場合が相当あるが、この場合は室外機周りの外気
温の昇温の立上りが比較的早く、かつ高温度に達するの
で、吸込外気の温度も逸早く高温に昇温する。このため
に、これらの雰囲気中にある室外機内のインバータ用リ
アクタの昇温の立上りが早く、高温度に達する上に、こ
のリアクタ電流の制限値が常に一定であるために、リア
クタ電流が最大許容電流値以内であっても、過熱により
破壊される場合がある。

【０００７】そこで本発明はこのような事情を考慮して
なされたもので、その目的は、リアクタ電流の制限値を
外気温等に応じて適宜変更することにより、室外機の設
置環境の如何に拘らず、リアクタの過熱による破壊を未
然に防止し得ると共に、空調運転の立上げを早めること
ができる空気調和機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために次のように構成される。

【０００９】本願の請求項１に記載の発明（以下、第１
の発明という）は、コンプレッサの回転数を制御するイ
ンバータのリアクタに流れる電流を所定の制限値以下に
抑える電流制御手段を有する空気調和機において、外気
温を検出する外気温センサと、この外気温センサにより
検出された外気温が所定値以上であるときに、前記電流
制御手段の初期電流制限値を、空調運転開始から所定時
間経過後、所定値に下げる初期値制御手段とを設けたこ
とを特徴とする。

【００１０】また、本願の請求項２に記載の発明（以
下、第２の発明という）は、初期値制御手段は、空調運
転の停止から再起動する迄の停止時間が設定時間よりも
短かい場合、前記初期電流制限値を、その停止時間に応
じた時間後に、所定値に下げることを特徴とする。

【００１１】

【作用】

〈第１の発明〉外気温が所定値未満のときは、インバー
タ用リアクタの電流を、電流制御手段により、リアクタ
の最大許容電流値である電流制限値の初期値以下に制御
する。

【００１２】しかし、室外機の設置環境等により室外機
周りの外気温の昇温の立上りが早い等の理由により、外
気温が所定値を超えたときは、リアクタの電流制限値の
初期値を、空調運転開始から所定時間経過後、初期値制
御手段により所定値に下げる。

【００１３】その結果、リアクタの許容電流値が下がる
ので、外気温が高い場合は、リアクタの通電による自己
発熱量を低下させて、リアクタの過熱による破壊を未然
に防止することができる。

【００１４】〈第２の発明〉空調運転が停止すると、そ
の停止中にインバータ用リアクタが充分に降温するが、
その運転停止時間が所定時間よりも短かいときは、その
停止時間に応じた時間だけ、リアクタ電流の制限値を比
較的高い最大許容電流である初期値に保持される。

【００１５】このために、空調運転の再起動時には、比
較的高い初期値までリアクタに電流を流すことができる
ので、空気調和機の立上りを早めることができる。ま
た、この初期値は空調運転の停止によりリアクタが降温
した時間に応じた時間だけ保持するので、リアクタの過
熱を防止して、その破壊を防止することができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１７】図１は本発明の一実施例の全体構成図であ
り、図において、空気調和機１はコンプレッサ２，四方
弁３，室内ファン４を備えた室内熱交換器５、膨張弁
６，室外ファン７を備えた室外熱交換器８を冷媒配管９
により順次かつ環状に接続して冷媒を循環させる閉じた
冷凍サイクルを構成している。

【００１８】コンプレッサ２には、その運転周波数を制
御することにより回転数を制御するインバータ１０を設
けており、インバータ１０には、ＡＣ電源１１からの例
えばＡＣ１００ＶをＤＣ２００Ｖに昇圧して整流する倍
電圧整流回路１３の入力側にリアクタ１４を設けてい
る。

【００１９】一方、冷凍サイクルは四方弁３の切換操作
により、冷凍サイクル内を循環する冷媒の循環方向を適
宜切り換えることにより、冷房と暖房運転を適宜切り換
えて運転することができる。

【００２０】また、空気調和機１は室内機１５内に、室
内ファン４と室内熱交換器５等を収容する一方、室外機
１６内には、それ以外の冷凍サイクル構成部品のコンプ
レッサ２，室外ファン７を備えた室外熱交換器８等と、
インバータ１０，外気温度を検出する外気温センサ１
７，マイコン等から成る室外制御器を収容している。

【００２１】室外制御器はリアクタ１４に流れる電流を
最大許容電流値以下に制限する電流制御手段１８を有す
る。この電流制御手段１８は、リアクタ１４に流れる電
流に比例した電流を発生させるカレントトランス１９か
らの電流値に基づいてリアクタ１４の電流値を検出する
電流検出手段２０と、リアクタ１４に流れる電流の許容
値、つまり制限値（初期値）Ｉｓを設定する初期値設定
手段２１とを有する。

【００２２】初期値設定手段２１は外気温Ｔ0 が所定値
を超えたときに、リアクタ１４の電流制限値を初期値よ
りも一段低い制限値（例えば３／４Ｉｓ）に変更する一
方、空調運転の停止時間が所定時間よりも短かいとき
は、その停止時間と同等の時間だけ、リアクタ１４の電
流制限値を初期値に保持するものである。

【００２３】また、電流制御手段１８は電流検出手段２
０により検出したリアクタ１４の検出電流Ｉと電流制限
値Ｉｓとを比較して、Ｉ＞Ｉｓが成立するか否か判断す
る比較手段２２と、Ｉ＞Ｉｓが成立したときに、インバ
ータ１０からコンプレッサ２へ与えられる運転周波数を
所定値低減して、コンプレッサ２の回転数を減少させる
ことにより、リアクタ１４に流れる電流を制限値Ｉｓ以
下に抑制するインバータ制御手段２３とを有する。

【００２４】さらに、電流制御手段１８はリモコン等か
らの空調運転オン信号の入力を受けたときに起動して、
空調運転時間Ｔonを計時するオンタイマ２４と、リモコ
ン等からの空調運転オフ信号の入力を受けたときに起動
して、空調運転停止時間Toffを計時するオフタイマ２５
と、外気温判別手段２６とを有する。

【００２５】外気温判別手段２６はリモコンからの冷房
運転モード信号または暖房運転モード信号を受けて、そ
の運転モードを検出すると共に、外気温センサ１７から
の外気温検出値Ｔ0 を所定値、例えば暖房運転時には２
５℃、冷房運転時には３８℃にそれぞれ比較し、これら
各設定値（２５℃，３８℃）よりも外気温Ｔ0 の方が高
いか否か判断し、その判断結果を初期値設定手段２１に
与えるものである。

【００２６】次に、このように構成された電流制御手段
１８の制御プログラムを図２と図３のフローチャートに
基づいて説明する。なお、図中Ｓ１〜Ｓ１９はフローチ
ャートの各ステップを示している。

【００２７】まず、電流制御手段１８は、Ｓ１で空気調
和機１が空調運転中であるか否か判断し、ＮＯのとき
は、Ｓ２で空調運転オン信号が入力されたか否か判断
し、ＹＥＳのときは図３のＡへ、ＮＯのときは図３のＢ
へそれぞれ進む。

【００２８】一般に、まず、空気調和機１の起動時は、
ます、電源が投入されてから、次に、空調運転がオンさ
れる場合が多いので、この場合はリモコン等からの空調
運転オン信号が入力されていないことが多い。したがっ
て、この場合はＳ２でＮＯとなり、Ｂを経てＳ３へ進む
が、オフタイマ２５も未だ起動されていないので、Ｓ４
へ進み、ここでオフタイマ２５を起動させ、次のＳ５で
運転中記憶を解除し、図２のＣを経て再びＳ１へ戻り、
空調運転の停止時間Ｔoff をオフタイマ２５によりカウ
ントし続ける。

【００２９】このときに、リモコンを操作して空調運転
を起動させると、このリモコンからの空調オン信号を受
けるので、Ｓ２で運転開始（ＯＮ）入力有り、となり、
図３のＡを経てＳ６へ進み、ここで、空調運転停止時間
Ｔoff が所定時間αｔ1 と比較され、Ｔoff ≧αｔ1 が
成立するか否か判断する。ここでｔ1 とは、初期値設定
手段２１により設定された最大許容電流値である初期値
によりリアクタ１４の電流を制限すべき設定時間であ
り、αは例えば１〜２の任意の係数である。

【００３０】Ｓ６で、Ｔoff ≧αｔ1 が成立するとき
は、空調運転停止時間Ｔoff が所定時間αｔ1 よりも長
いので、その停止時間中にリアクタ１４が充分に降温し
ていると考えられるので、Ｓ７で電流制御値の初期値Ｉ
ｓで設定時間ｔ1 運転する。

【００３１】しかし、Ｔoff ≧αｔ1 が不成立のとき
は、空調運転停止時間Ｔoff が比較的短かいために、リ
アクタ１４が十分に降温していないと考えられるので、
Ｓ８では図４にも示すように最大許容電流値である初期
電流制限値Ｉｓでリアクタ１４の電流を制御する時間ｔ
1 を、空調運転停止時間Ｔoff と同等時間に設定する。

【００３２】したがって、例えば空調運転停止時間Ｔof
f が５分または１０分であれば、初期電流値でリアクタ
１４の電流を制御する時間ｔ1 を５分または１０分にそ
れぞれ設定する。

【００３３】また、これにより、空調運転が開始された
ので、Ｓ９でオフタイマ２５をリセットし、空調運転停
止時間Ｔoff のカウントを停止させ、以下、Ｓ１０で空
調運転中を記憶する。次にＳ１１で、オンタイマ２５を
起動させ、空調運転時間Ｔonをカウントしてから、Ｃを
経て図１のＳ１へ再び戻り、空調運転中か否か再び判断
する。

【００３４】Ｓ１では空調運転中であるので、次のＳ１
２で冷房運転モードか否か判断し、ＹＥＳのときはＳ１
３へ、ＮＯのときはＳ１４へそれぞれ進む。

【００３５】冷房運転モードのときはＳ１３で、外気温
センサ１７を介して検出した外気温Ｔ0 を所要の設定値
の例えば３８℃と比較し、Ｔ0 ＜３８℃が成立するか否
か判断し、一方、暖房運転モードのときは、Ｓ１４でＴ
0 ＜２５℃が成立するか否か判断し、両ステップＳ１
３，Ｓ１４でＮＯのときはＳ１５へ、ＹＥＳのときはＳ
１６へそれぞれ進む。

【００３６】Ｓ１５では冷，暖房運転時間Ｔonを、最大
許容電流、つまり、電流制限値の初期値Ｉｓで電流制御
を行なう設定時間ｔ1 と比較し、Ｔon＞ｔ1 が成立する
か否か判断し、ＹＥＳのときはＳ１６へ進み、ＮＯのと
きは、Ｓ１７で図５でも示すように電流制限値の初期値
Ｉｓを例えば（３／４）Ｉｓに下げる。

【００３７】このために、図５に示すようにリアクタ１
４に流れる電流Ｉは空調運転開始時０から所定時間ｔ1
までは初期値Ｉｓ以下に制限されるが、所定時間ｔ1 経
過後は、リアクタ１４の電流が３／４Ｉｓ以下に制限さ
れる。したがって、従来例のように初期値Ｉｓが一定の
場合に例えば図５中破線で示すように流れる場合に比し
て、リアクタ１４の許容電流値が低減する分だけ自己発
熱量が減少して昇温が抑制される。つまり、リアクタ１
４の過熱による破壊を未然に防止できる。

【００３８】一方、Ｓ１３およびＳ１４でＹＥＳの場合
と、Ｓ１５でＮＯの場合は、Ｓ１６で電流制限値Ｉｓを
下げずに、その初期値を保持し、次のＳ１８でリアクタ
１４の検出電流Ｉを、初期値Ｉｓまたはその（３／４）
Ｉｓの電流制限値Ｉｓと比較し、Ｉ＞Ｉｓ（３／４Ｉｓ
を含む）が成立したときは、Ｓ１９でリアクタ１４に流
れる電流Ｉが各設定値Ｉｓ以下になるように、インバー
タ制御手段２３からインバータ１０へ与えられる運転指
令周波数を図６中、実線ａに示すように所定値低減させ
て再びＳ１に戻り、以下繰り返す。

【００３９】したがって本実施例によれば、外気温が高
い場合には、図５に示すように空調運転起動時０から所
定時間ｔ1 迄は、電流制限値を最大許容電流である初期
値Ｉｓに設定するので、図７に示すように、空調運転の
立上り時には、従来例に比して、リアクタ１４の温度の
立上りを早めることができる。つまり、空調運転の立上
り時にリアクタ１４の発熱が問題にならない時間だけ、
リアクタ１４に流せる電流を増大させることができるの
で、図８に示すように暖房運転モード時の立上りを早め
ることができると共に、図９に示すように冷房運転モー
ド時の立上りも早めることができる。

【００４０】また、空調運転開始から所定時間ｔ1 経過
後は外気温Ｔ0 が所定値よりも高いときに、リアクタ１
４の電流制限値の初期値Ｉｓを所定値の（３／４）Ｉｓ
まで下げるので、リアクタ１４の過大電流による過熱を
防止して、過熱による破壊を未然に防止することができ
る。

【００４１】さらに図４に示すように、空調運転を一時
停止してから再び起動したときには、その停止時間Ｔ0f
f が所定時間αｔ1 よりも短かいときは、その停止時間
Ｔ0ff と同等の時間だけ、リアクタ１４の電流制限値を
初期値Ｉｓに保持するので、再起動時の空調運転の立上
りを早めることができる。

【００４２】また、電流制限値の初期値Ｉｓは空調運転
の停止によりリアクタ１４が降温した時間だけ再起動時
に保持するので、リアクタ１４の過熱による破壊を未然
に防止することができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本願第１の発明は、
外気温が所定値以上であるときに、空調運転開始から所
定時間経過後、電流制御手段の電流制御値の初期値を下
げるので、インバータ用リアクタ等を内蔵する室外機の
設置環境等により室外機周りの外気温の昇温の立上りが
早い等の理由により、外気温が所定値を超えたときは、
リアクタに流れる電流を、電流制限値の初期値よりも低
い制限値により制限することができる。

【００４４】その結果、リアクタの許容電流値が下がる
ので、リアクタの電流による自己発熱量を減少させるこ
とができる。このために、リアクタの過熱を防止して、
その破壊を未然に防止することができる。

【００４５】また、本願第２の発明は、空調運転の停止
後再起動する場合は、その空調運転停止時間に応じた時
間だけ、リアクタの制限値を比較的高い初期値に保持す
るので、再起動時には比較的高い初期値までリアクタに
電流を流すことができるので、空調運転の立上りを早め
ることができる。

【００４６】また、リアクタ電流の制限値を初期値で制
御する時間を空調運転の停止時間に応じた時間に限定し
ているので、リアクタの過熱を防止してその破壊を未然
に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空気調和機の一実施例の構成図。

【図２】図１で示す電流制御手段の制御プログラムの一
部を示すフローチャート。

【図３】図２で示す制御プログラムの残部を示すフロー
チャート。

【図４】図１で示す実施例により空調運転を一旦停止し
た後再起動した場合のリアクタの温度の変化を示すグラ
フ。

【図５】図１等で示す実施例によりリアクタの電流制限
値の変化を示すグラフ。

【図６】図１で示す実施例によりインバータに与える運
転指令周波数の変化を示すグラフ。

【図７】図１等で示す実施例によるリアクタ温度の立上
り特性を従来例のものと比較して示すグラフ。

【図８】図１等で示す実施例による暖房運転時の立上り
特性を示すグラフ。

【図９】図１等で示す実施例による冷房運転時の立上り
特性を示すグラフ。

【図１０】従来の制御方法によるリアクタ電流の制限値
の変化を示すグラフ。

【符号の説明】

１ 空気調和機 ２ コンプレッサ ３ 四方弁 ４ 室内ファン ５ 室内熱交換器 ６ 膨張弁 ７ 室外ファン ８ 室外熱交換器 ９ 冷媒配管 １０ インバータ １３ 倍電圧整流回路 １４ リアクタ １５ 室内機 １６ 室外機 １７ 外気温センサ １８ 電流制御手段 ２０ 電流検出手段 ２１ 初期値設定手段 ２１ａ 初期値制御手段 ２１ｂ 初期値保持手段 ２２ 比較手段 ２３ インバータ制御手段 ２４ オンタイマ ２５ オフタイマ ２６ 外気温判別手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仁木 茂 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 (72)発明者 柿木 孝 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンプレッサの回転数を制御するインバ
   ータのリアクタに流れる電流を所定の制限値以下に抑え
   る電流制御手段を有する空気調和機において、外気温を
   検出する外気温センサと、この外気温センサにより検出
   された外気温が所定値以上であるときに、前記電流制御
   手段の初期電流制限値を、空調運転開始から所定時間経
   過後、所定値に下げる初期値制御手段とを設けたことを
   特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 初期値制御手段は、空調運転の停止から
   再起動する迄の停止時間が設定時間よりも短かい場合、
   前記初期電流制限値を、その停止時間に応じた時間後
   に、所定値に下げることを特徴とする請求項１記載の空
   気調和機。