JPH0781749B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、空気調和機の改良に関するものであり、特
に、空気調和機に使用される圧縮機を良好な状態で運転
継続させる制御に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の空気調和機として第３図に示すものがあ
る。図中、（１）は回転数を切換えることにより圧縮容
量が調整可能な圧縮機、（２）は四方弁、（３）は室外
熱交換器、（４）は減圧装置、（５）は室内熱交換器、
（６）はアキユムレータ、（７）は圧力検出手段であ
る。尚、図中、実線矢印は冷房運転時の冷媒流れ方向、
破線矢印は暖房運転時の冷媒流れ方向を示す。

次に、冷房運転時の動作について説明する。圧縮機
（１）で圧縮された冷媒ガスは、四方弁（２）を介して
室外熱交換器（３）に流入し、室外空気に放熱する一
方、冷媒は凝縮して高圧の液冷媒となり、減圧装置
（４）で減圧され低圧の気液混合冷媒となり、室内熱交
換器（５）に流入し、室内空気より採熱して冷房運転す
る一方、冷媒は低圧のガス冷媒となり、四方弁（２）を
介してアキユムレータ（６）に流入する。アキユムレー
タ（６）では、室内熱交換器（５）で蒸発し切れなかつ
た液冷媒とが又冷媒を分離して、ガス冷媒のみを圧縮機
（１）に吸入させる。また、圧縮機（１）は圧力検出手
段（７）で検出される低圧側の圧力値が所定範囲内に入
るように回転数が制御される。

また、暖房運転時には、圧縮機（１）にて圧縮された高
温高圧のガス冷媒は、四方弁（２）を介して室内熱交換
器（５）に流入し、室内空気に対して放熱して暖房運転
する一方、冷媒は凝縮して高圧の液冷媒となり、減圧装
置（４）で減圧され低圧の気液混合冷媒となり、室外熱
交換器（３）に流入し、室外空気より採熱する一方、冷
媒は低圧のガス冷媒となり、四方弁（２）およびアキユ
ムレータ（６）を介して圧縮機（１）に吸入される。
尚、暖房運転時には、圧力検出手段（７）での検知圧力
は高圧圧力となり、高圧圧力が所定範囲内に入るよう
に、圧縮機（１）の回転数が制御される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の空気調和機は、以上の如く構成されていたので、
圧縮機（１）起動前に、圧縮機（１）内部あるいはアキ
ユムレータ（６）内に液冷媒が寝込んでいた場合には、
起動直後に圧縮機（１）に冷媒液が流入し、いわゆる液
バツクを伴い、吐出弁の損傷とか、冷凍機油が液冷媒で
希釈され、摺動部の焼付事故を伴うという問題が発生す
る。更に、圧縮機（１）の運転周波数を前述の如き液バ
ツク状態で上昇させた場合には、摺動部の軸受負荷も増
大するために、軸受の事故が多発する可能性が高くな
る。

この発明は、前述の如き問題点を解決するためになされ
たものであり、圧縮機（１）の起動直後並びに運転中に
一時的に液バツクが発生した場合でも、圧縮機（１）の
運転状態を良好に保つことを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係わる空気調和機は、圧縮機吐出温度を検出
する吐出温度検出手段と、吐出圧力を検出する吐出圧力
検出手段と、前記吐出圧力検出手段による検出圧力に相
当する冷媒飽和温度を換算する飽和温度換算手段、及び
前記吐出温度検出手段による検出温度と前記飽和温度換
算手段による飽和温度とを比較し、その差温を検出する
温度比較手段とを備え、前記温度比較手段による差温が
所定値以下の場合には、圧縮機の圧縮容量を増加させな
いようにしたものである。

また、前述の吐出温度による圧縮容量の増加禁止制御は
圧縮機起動後の所定時間は無効化するようにしたもので
ある。

〔作用〕

この空気調和機では、圧縮機の圧縮容量増加を吐出温度
で抑制するようにしたので、液バツク運転時に圧縮機の
軸受負荷が増大する運転容量の増加を禁止することにな
る。

更に圧縮機起動直後で吐出温度が十分上昇しない所定時
間は圧縮機容量の増加禁止制御を無効化することによ
り、誤動作による圧縮容量の増加が遅れることもない。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図に基づき説明する。
図中、（１）〜（６）は第３図に示す従来の空気調和機
のものと同一であり、（８）は圧縮機（１）の吐出圧力
を検出する吐出圧力検出手段、（９）は圧縮機（１）の
吐出温度を検出する吐出温度検出手段、（11）は室外熱
交換器（３）と減圧装置（４）を接続する配管途中より
毛細管（10）を介して四方弁（２）とアキユムレータ
（６）を接続する配管に至る蒸発温度生成回路であり、
（12）は前記蒸発温度生成回路（11）を流れる冷媒温度
を検出する蒸発温度検出装置、（13）は圧縮機（１）の
運転容量を制御する運転容量制御手段、（14）は吐出圧
力検出手段（８）の検出圧力に基づき、検出圧力に相当
する飽和温度を換算する飽和温度換算手段、（15）は前
記飽和温度換算手段による換算温度と前記吐出温度検出
手段（９）により検出される検出温度を比較する温度比
較手段である。尚、図中実線矢印は冷房運転時の冷媒流
れ方向を示し破線矢印は暖房運転時の冷媒流れ方向を示
す。

冷房運転並びに暖房運転時の冷媒側の基本的な動作は、
第３図に示す従来の空気調和機と同様であるので説明を
省略する。但し、蒸発温度生成回路（11）では、冷房運
転時に室外熱交換器（３）にて凝縮した高圧の冷媒液の
一部が、毛細管（10）を介してアキユムレータ（６）の
流入配管に流れるため、蒸発温度検出装置（12）の取付
部では低圧の気液混合冷媒となつており、低圧圧力の相
当飽和温度を正確に検知することができる。また、運転
容量制御手段（13）は冷房運転時には前記蒸発温度検出
装置（12）による検出温度が一定範囲内に入るように圧
縮機（１）の運転容量を制御すると共に、暖房運転時に
は、吐出圧力検出手段（８）による検出圧力が一定範囲
内に入るように圧縮機（１）の運転容量を制御するもの
である。また、飽和温度換算手段（14）では、吐出圧力
検出手段（８）の検出圧力と冷媒回路に使用している冷
媒特性に基づき、冷媒の飽和温度を１次あるいは２次式
で近似させるものである。更に、温度比較手段（15）で
は前記飽和温度換算手段（14）で得られた飽和温度と吐
出温度検出手段（９）により検出される吐出温度とを比
較し、上記吐出温度と上記飽和温度との差温が所定値以
上の場合には、圧縮機（１）の運転が良好であり、所定
値未満の場合には、圧縮機（１）は液バツク状態で運転
していると判定し、運転容量制御手段（13）に対し補正
を加えるものである。

以下、第２図に示すフローチヤートに基づき、暖房運転
時における、運転容量制御手段（13）および温度比較手
段（15）の動作について説明する。まず、ステツプ（2
0）で暖房運転が開始されると、予め設定された周波数
でステツプ（21）で圧縮機（１）は起動し、ステツプ
（22）で圧縮機（１）の起動後所定時間（例えば３分
間）が経過したか否かを判定し、所定時間未満の場合に
は、ステツプ（25）に進み吐出圧力検出装置（８）によ
る検出圧力Pdが制御圧力Pcに対し差圧1kg/cm²の範囲内
に入つているか否かを判定し、制御圧力範囲内に入つて
いる場合にはステツプ（27）に進み周波数を維持する。
また、ステツプ（25）の判定で、検出圧力Pdが制御圧力
Pcに対して1kg/cm²以上低い場合にはステツプ（26）に
進んで周波数を所定値だけ増加し、検出圧力Pdが制御圧
力Pcに対して1kg/cm²以上高い場合にはステツプ（28）
に進んで周波数を所定値だけ減少し、このような動作を
繰り返すことにより最終的に検出圧力Pdが制御圧力Pcに
対して一定範囲内に入るように、圧縮機（１）の運転容
量が制御される。尚、ステツプ（22）で圧縮機（１）の
起動後所定時間経過した場合には、ステツプ（23）に進
んで、検出圧力Pdに基づき飽和温度換算手段（14）によ
り飽和温度Tcを求め、ステツプ（24）に進み、吐出温度
検出手段（９）による検出温度Tdと飽和温度Tcを比較
し、TdがTcに対して15deg以上高ければステツプ（25）
に進み通常の圧力に基づく周波数制御ルーチンに進む。
また、ステツプ（24）において、検出温度Tdが飽和温度
Tcに対して15deg以上の差温がない場合には、ステツプ
（27）に進んで周波数を維持し、運転容量の増加を禁止
する。

尚、ステツプ（22）で圧縮機（１）の起動後所定時間が
経過しているか否かを判定しているのは、圧縮機（１）
の起動直後は検出温度Tdは必ずしも十分に上昇しないの
で、誤動作により周波数が増加できないよいという不具
合を解消するものである。また、ステツプ（24）で、検
出温度TdがTcに対して15deg以上の差温がなくステツプ
（27）で周波数を維持している間に、徐々に検出温度Td
が上昇すれば、ステツプ（25）に進んで通常の周波数制
御ルーチンに進む。

また、冷房運転時の制御動作については特に説明しない
が、第２図に示す暖房時のフローチヤートにおける、ス
テツプ（25）における判定が、蒸発温度検出装置（12）
による検出温度が一定範囲内に入るか否かに変更され、
所定温度以下の場合には周波数を減少、所定温度以上の
場合には周波数を増加するように制御するものである。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、圧縮容量調整可能な圧
縮機の吐出ガス温度を検出する吐出温度検出手段と、吐
出圧力を検出する吐出圧力検出手段と、前記吐出圧力検
出手段による検出圧力に相当する飽和温度を換算する飽
和温度換算手段と、吐出温度検出手段による検出温度と
上記飽和温度換算手段による飽和温度とを比較し、その
差温を検出する温度比較手段とを備え前記温度比較手段
による差温が所定値以下の場合には、上記圧縮機の圧縮
容量の増加を禁止するようにしたので、起動時に発生す
る液バツク状態で圧縮機が運転容量を増加させることが
なく、摺動部に加わる負荷を小さくすることが可能とな
り結果的に圧縮機の事故を未然に防ぐことができる。ま
た、通常運転時に発生する過渡的な液バツクが発生した
場合でも、圧縮機の運転容量の増加を禁止し、液バツク
が解消された後に圧縮機の運転容量を増加するように制
御しているので、圧縮機の運転状態を良好に保つことが
でき、空気調和機の信頼性を高めることが可能となる。

更に、圧縮機起動直後で吐出温度が十分上昇しない所定
時間は、吐出温度検出手段による検出温度と飽和温度に
よる圧縮機容量の増加禁止を無効化したことにより、起
動時に誤動作することもなく、空気調和機の能力を十分
に発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例による空気調和機の全体
構成図、第２図は同じく暖房運転時の制御動作を示すフ
ローチャート、第３図は従来の空気調和機の全体構成図
である。 図中、（１）は圧縮機、（２）は四方弁、（３）は室外
熱交換器、（４）は減圧装置、（５）は室内熱交換器、
（６）はアキユムレータ、（８）は吐出圧力検出手段、
（９）は吐出温度検出手段、（13）は運転容量制御手
段、（14）は飽和温度換算手段、（15）は温度比較手段
である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮容量調整可能な圧縮機、四方弁、室外
   熱交換器、減圧装置、室内熱交換器、アキユムレータを
   配管接続した冷媒回路、上記圧縮機の運転容量を制御す
   る運転容量制御手段、上記圧縮機の吐出ガス温度を検出
   する吐出温度検出手段、上記圧縮機の吐出圧力を検出す
   る吐出圧力検出手段、前記吐出圧力検出手段による検出
   圧力に相当する冷媒飽和温度を換算する飽和温度換算手
   段及び上記吐出温度検出手段による検出温度と上記飽和
   温度換算手段による飽和温度とを比較し、その差温を検
   出する温度比較手段とを備え、前記温度比較手段による
   差温が所定値以下の場合には運転容量制御手段による圧
   縮容量の増加を禁止するようにしたことを特徴とする空
   気調和機。
2. 【請求項２】圧縮機起動後所定時間は、吐出温度検出手
   段による検出温度、飽和温度換算手段による飽和温度、
   並びに温度比較手段による差温に基づく圧縮容量の増加
   禁止制御を無効化するようにしたことを特徴とする請求
   項１記載の空気調和機。