JPH11324951A - Air conditioner - Google Patents

Air conditioner

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Publication number
JPH11324951A
JPH11324951A JP13643798A JP13643798A JPH11324951A JP H11324951 A JPH11324951 A JP H11324951A JP 13643798 A JP13643798 A JP 13643798A JP 13643798 A JP13643798 A JP 13643798A JP H11324951 A JPH11324951 A JP H11324951A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control
bypass
air conditioner
capacity
pressure
Prior art date
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Pending
Application number
JP13643798A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumiaki Sano
文昭 佐野
Kiyoharu Ikeda
清春 池田
Kazuyuki Akiyama
和之 穐山
Norihide Kobayashi
教秀 小林
Shin Sekiya
慎 関屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH11324951A publication Critical patent/JPH11324951A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remarkably finely adjust the operation ability and improve the energy efficiency by comprising a control means for opening and closing a control valve with a plurality of control patterns on the basis of the time distribution of short periods determined corresponding to the operational load. SOLUTION: In an air conditioner comprising a controller 50 which detects the loaded condition on the basis of at least one signal from the temperature sensors 7, 15 and the pressure sensors 16, 17 for controlling the capacity, the operational load of a scroll compressor 1 is switched between the full load and the partial load on the basis of the time distribution by a predetermined unit of several seconds. The switching from the full load operation to the partial load is performed by opening a capacity control electromagnetic valve 10 and closing an electromagnetic valve 8 for stopping the capacity control. Thereby a capacity control piping 14 of the scroll compressor 1 communicates with an inlet piping 3, and brought into a low pressure state on the evaporator 6 side. The switching of the full load operation and the bypass operation of the scroll compresser at that time can be executed by a unit of several seconds by the controller for controlling the capacity.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、スクロール圧縮
機を用いた空気調和機の容量制御技術に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacity control technique for an air conditioner using a scroll compressor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、例えば実開平2−103663
号公報に示された従来の空気調和機の冷媒回路図であ
る。図において、1はバイパス容量制御手段を設けたス
クロール圧縮機、2は吐出配管、3は吸入配管である。
4は高圧冷媒ガスを冷却し凝縮する凝縮器、5は液化冷
媒を膨張させる膨張弁、6は膨張した低温低圧の気液混
合冷媒を通し、周囲の被冷却媒体より熱を奪う蒸発器、
7は温度センサで、設定温度と比較して膨張弁5の開度
を調整する。
2. Description of the Related Art FIG.
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of a conventional air conditioner disclosed in Japanese Patent Publication No. In the figure, reference numeral 1 denotes a scroll compressor provided with bypass capacity control means, 2 denotes a discharge pipe, and 3 denotes a suction pipe.
4 is a condenser that cools and condenses the high-pressure refrigerant gas, 5 is an expansion valve that expands the liquefied refrigerant, 6 is an evaporator that passes the expanded low-temperature and low-pressure gas-liquid mixed refrigerant and takes heat from the surrounding medium to be cooled.
Reference numeral 7 denotes a temperature sensor which adjusts the opening of the expansion valve 5 in comparison with a set temperature.

【0003】8は吐出配管2側からの配管9に設けられ
た容量制御停止用電磁弁、10は吸入配管3側からの配
管11に設けられた容量制御施行用電磁弁である。電磁
弁8、10からの配管12、13は結合されスクロール
圧縮機の容量制御用配管14としてスクロール圧縮機1
に接続されている。
[0003] Reference numeral 8 denotes a solenoid valve for stopping capacity control provided on the pipe 9 from the discharge pipe 2 side, and reference numeral 10 denotes a solenoid valve for implementing capacity control provided on the pipe 11 from the suction pipe 3 side. The pipes 12 and 13 from the solenoid valves 8 and 10 are connected to each other as a pipe 14 for controlling the capacity of the scroll compressor.
It is connected to the.

【0004】15は凝縮器4に取り付けられた温度セン
サ、16は吸入配管3に接続する低圧側圧力センサ、1
7は吐出配管2に接続する高圧側圧力センサである。
Reference numeral 15 denotes a temperature sensor attached to the condenser 4, 16 denotes a low-pressure side pressure sensor connected to the suction pipe 3,
Reference numeral 7 denotes a high-pressure side pressure sensor connected to the discharge pipe 2.

【0005】次に圧縮機の容量制御動作について説明す
る。前記温度センサ、7、15及び圧力センサ16、1
7の少なくとも一つ以上の信号から空気調和機は負荷状
態を検知し、設定された温度または圧力値に達した場合
に圧縮機の運転負荷を全負荷または部分負荷に切り替え
る動作を行う。
Next, the capacity control operation of the compressor will be described. The temperature sensors 7, 15 and the pressure sensors 16, 1
The air conditioner detects a load state from at least one of the signals of the number 7 and performs an operation of switching the operation load of the compressor to a full load or a partial load when a set temperature or pressure value is reached.

【0006】全負荷運転から部分負荷運転への切換は容
量制御施行用電磁弁10を開き、容量制御停止用電磁弁
9を閉じる。これにより、スクロール圧縮機の容量制御
用配管14は吸入配管3と連通し、蒸発器6側の低圧状
態となる。
To switch from full load operation to partial load operation, the solenoid valve 10 for capacity control is opened and the solenoid valve 9 for stopping capacity control is closed. As a result, the capacity control pipe 14 of the scroll compressor communicates with the suction pipe 3, and the evaporator 6 enters a low pressure state.

【0007】このときのスクロール圧縮機の動作を図4
及び図5で説明する。図4はスクロール圧縮機の圧縮室
を示す縦断面図であり、図5は図4の断面A−Aより見
た平面図である。図において、20は固定スクロール
で、台板部20aの下面に渦巻20bが設けられ、吐出
口20cが開口している。
The operation of the scroll compressor at this time is shown in FIG.
And FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a compression chamber of the scroll compressor, and FIG. 5 is a plan view seen from section AA in FIG. In the figure, reference numeral 20 denotes a fixed scroll, in which a spiral 20b is provided on a lower surface of a base plate portion 20a, and a discharge port 20c is opened.

【0008】21は揺動スクロールで、台板部21aの
上面に渦巻21bが組合わされ圧縮室22を形成してい
る。揺動スクロールの台板下方に形成された揺動軸21
cは電動機(図示せず)に連結した回転軸(図示せず)の偏
心軸受け部に連結され、自転防止部材(図示せず)によ
り、自転を阻止されながら公転するいわゆる揺動運動を
行うことで渦巻き20bと21bにより形成される圧縮
室22の外側より低圧の冷媒ガスを取り込んで、中心側
へと搬送するにつれ、容積を縮小して圧力を高め、吐出
口20cから吐出管27へと送り出す。
Reference numeral 21 denotes an orbiting scroll, and a spiral 21b is combined with an upper surface of a base plate portion 21a to form a compression chamber 22. Oscillating shaft 21 formed below the base plate of the orbiting scroll
c is connected to an eccentric bearing of a rotating shaft (not shown) connected to an electric motor (not shown), and performs a so-called swinging motion of revolving while being prevented from rotating by a rotation preventing member (not shown). As the low pressure refrigerant gas is taken in from the outside of the compression chamber 22 formed by the spirals 20b and 21b and conveyed to the center side, the volume is reduced and the pressure is increased, and is sent out from the discharge port 20c to the discharge pipe 27. .

【0009】容量制御手段として固定スクロール20の
台板部20aには、次の機構が設けられている。23a
は渦巻き外側寄りの圧縮室22に、中心部に対して対称
な位相になるように設けられた一対のバイパス穴で、上
方に設けられた大径の弁座穴23bに連通している。バ
イパス穴23aに同心の環状スリット23cが設けら
れ、この環状スリット23cから外方の低圧部に通ずる
排出口23dが開けられている。24は弁座穴23bの
底部の弁座に接し、バイパス穴23aを塞ぐ制御弁で、
環状スリット23cに挿入された圧縮バネ25により上
方への押圧力が与えられている。26は弁座穴23bの
上部に取り付けられた弁座栓で、連通穴26aが開けら
れていて、容量制御用配管14に接続する圧力配管23
が結合されている。
The following mechanism is provided on the base plate portion 20a of the fixed scroll 20 as a capacity control means. 23a
Are a pair of bypass holes provided in the compression chamber 22 on the outer side of the spiral so as to have a symmetric phase with respect to the central portion, and communicate with a large-diameter valve seat hole 23b provided above. A concentric annular slit 23c is provided in the bypass hole 23a, and a discharge port 23d is opened from the annular slit 23c to an outer low pressure portion. A control valve 24 is in contact with the valve seat at the bottom of the valve seat hole 23b and closes the bypass hole 23a.
An upward pressing force is applied by a compression spring 25 inserted into the annular slit 23c. Reference numeral 26 denotes a valve seat plug attached to an upper portion of the valve seat hole 23b, which has a communication hole 26a formed therein, and a pressure pipe 23 connected to the capacity control pipe 14.
Are combined.

【0010】圧力配管23に容量制御用配管14から、
凝縮器側からの高圧冷媒が加えられ、蒸発器側からの低
圧冷媒が絶たれていると、制御弁24は下側に押圧され
バイパス穴23aを閉じ、圧縮室22の冷媒ガスはバイ
パスされることなく、全量が圧縮されて吐出口20cよ
り送出され、全負荷運転を行う。
From the capacity control pipe 14 to the pressure pipe 23,
When the high-pressure refrigerant from the condenser side is added and the low-pressure refrigerant from the evaporator side is cut off, the control valve 24 is pressed downward to close the bypass hole 23a, and the refrigerant gas in the compression chamber 22 is bypassed. Without compression, the entire amount is compressed and sent out from the discharge port 20c, and a full load operation is performed.

【0011】次に、圧力配管23に対し、蒸発器側の低
圧冷媒ガスが加えられ、凝縮器側の高圧冷媒ガスが絶た
れると、圧縮室22の圧力により制御弁24が押し上げ
られて、弁座栓26に接し連通穴26aを閉じる。これ
により、バイパス穴23aから排出穴23dが連通し、
圧縮室22の冷媒ガスの一部が圧縮機内の低圧部に排出
され、吐出口20cよりの送出冷媒量が減少することで
部分負荷運転を行う。
Next, when the low-pressure refrigerant gas on the evaporator side is added to the pressure pipe 23 and the high-pressure refrigerant gas on the condenser side is cut off, the control valve 24 is pushed up by the pressure in the compression chamber 22, and the valve is opened. The communication hole 26a is closed by contacting the spigot 26. Thereby, the discharge hole 23d communicates with the bypass hole 23a,
Part of the refrigerant gas in the compression chamber 22 is discharged to the low-pressure part in the compressor, and the partial load operation is performed by reducing the amount of refrigerant sent from the discharge port 20c.

【0012】全負荷運転と部分負荷運転の切り替えは前
記のようにセンサーにて検知した温度または圧力が設定
値に達した時点で行われるので、その設定値に到達する
までは全負荷運転または部分負荷運転状態が維持され
る。
The switching between the full load operation and the partial load operation is performed when the temperature or pressure detected by the sensor reaches the set value as described above. Therefore, the full load operation or the partial load operation is performed until the set value is reached. The load operation state is maintained.

【0013】図6は、特開昭62−126289号公報
に示されたロータリー圧縮機を設けた空気調和機を示す
冷媒回路図であり、図において、31はロータリー圧縮
機の圧縮機部を示す。圧縮機部31はメインベアリン
グ、サブベアリング(いずれも図示せず)に挟まれたシ
リンダ32内にローラ33を偏心回転自在に設ける。シ
リンダ32内にはブレード34を設け、ブレード34の
両側に吸入ポート35および吐出ポート36を設けて構
成されている。この圧縮機部31の吸入ポート35、吐
出ポート36間に四方弁37を介して室内側熱交換器3
8、膨張弁39、及び室外側熱交換器40が連結され、
ヒートポンプ式の空気調和装置を構成している。なお、
41は各冷凍サイクル構成機器を連結するための冷媒管
を示す。
FIG. 6 is a refrigerant circuit diagram showing an air conditioner provided with a rotary compressor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-126289. In the drawing, reference numeral 31 denotes a compressor section of the rotary compressor. . The compressor unit 31 has a roller 33 eccentrically rotatable within a cylinder 32 sandwiched between a main bearing and a sub-bearing (both not shown). A blade 34 is provided in the cylinder 32, and a suction port 35 and a discharge port 36 are provided on both sides of the blade 34. The indoor heat exchanger 3 is connected between a suction port 35 and a discharge port 36 of the compressor section 31 via a four-way valve 37.
8, the expansion valve 39 and the outdoor heat exchanger 40 are connected,
It constitutes a heat pump type air conditioner. In addition,
Reference numeral 41 denotes a refrigerant pipe for connecting each component of the refrigeration cycle.

【0014】一方、圧縮機部31のシリンダ32には、
吸入ポート35および吐出ポート36がある側の反対の
壁部に位置してリリーフポート42が設けられている。
このリリーフポート42には弁43が設けられ、圧力導
入管44より高圧側電磁弁46、低圧側電磁弁47によ
り切り替えられた圧力を導入する。また45は弁43に
開側に付勢力を与えるスプリングである。高圧電磁弁4
6を開くとともに低圧電磁弁47を閉じると、吐出圧力
が弁43を押し下げてリリーフポート42を閉塞し全負
荷運転を行い、高圧電磁弁46を閉じるとともに低圧側
電磁弁47を開くと、弁43は押し上げられてリリーフ
ポート42を開口し部分負荷運転を行う。上記電磁弁の
開閉は制御回路(図示せず)で制御し、図7に示す制御
ルーチンにより短時間で全負荷運転と部分負荷運転を切
換ることにより、中間的な能力を複数段階に可変できる
ようにしている。
On the other hand, the cylinder 32 of the compressor 31
A relief port 42 is provided on the wall opposite to the side where the suction port 35 and the discharge port 36 are located.
A valve 43 is provided in the relief port 42, and a pressure switched by a high-pressure solenoid valve 46 and a low-pressure solenoid valve 47 is introduced from a pressure introduction pipe 44. Reference numeral 45 denotes a spring that applies a biasing force to the valve 43 toward the open side. High pressure solenoid valve 4
When the low pressure solenoid valve 47 is closed and the low pressure solenoid valve 47 is closed, the discharge pressure pushes down the valve 43 to close the relief port 42 to perform full load operation. When the high pressure solenoid valve 46 is closed and the low pressure side solenoid valve 47 is opened, the valve 43 Is pushed up to open the relief port 42 and perform the partial load operation. The opening and closing of the solenoid valve is controlled by a control circuit (not shown), and by switching between full load operation and partial load operation in a short time by the control routine shown in FIG. Like that.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】従来の空気調和機にお
けるスクロール圧縮機のバイパス式容量制御では、温度
または圧力センサの設定値に至るまで負荷運転と部分負
荷運転は切り替わらず、しかも2段階の能力制御である
ため、必要能力に応じたきめ細かな運転能力の調整がで
きず、室内機の吹出温度変化が増大したり、エネルギー
効率が低い等の問題点を有していた。
In the conventional bypass type displacement control of a scroll compressor in an air conditioner, the load operation and the partial load operation are not switched until the temperature or the set value of the pressure sensor is reached. Because of the control, it was not possible to finely adjust the operating capacity according to the required capacity, and there were problems such as an increase in the blowout temperature of the indoor unit and a low energy efficiency.

【0016】また、ロータリー圧縮機のバイパス式容量
制御において、全負荷運転と部分負荷運転を短時間に切
り替える方法は、部分負荷運転時の組込容積の低下に伴
い、圧縮室内部の圧力上昇が遅れると、ロータリー圧縮
機の構造上、吐出孔から排出されない冷媒ガスが直接吸
入圧力室に戻るために不足圧縮ロスが増大し、圧縮比の
大きな運転条件や部分負荷時の能力低減幅を大きく設定
した場合には大幅な性能低下をきたすという問題点があ
った。
In the bypass-type displacement control of the rotary compressor, the method of switching between full load operation and partial load operation in a short time is based on the fact that the pressure inside the compression chamber rises due to the decrease in the built-in volume during the partial load operation. If delayed, due to the structure of the rotary compressor, the refrigerant gas that is not discharged from the discharge hole returns directly to the suction pressure chamber, increasing the under-compression loss, setting the operating conditions with a large compression ratio and the capacity reduction width under partial load large. In this case, there is a problem that the performance is greatly reduced.

【0017】この発明は、かかる問題点を解消するため
になされたもので、バイパス式容量制御圧縮機を搭載す
る空気調和機の運転能力調節をきめ細かく行うとともに
エネルギー効率を向上させることができる空気調和機を
得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an air conditioner capable of finely adjusting the operating capacity of an air conditioner equipped with a bypass type displacement control compressor and improving energy efficiency. The purpose is to get the machine.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】この発明に係る空気調和
機は、固定スクロールの台板に少なくとも一対のバイパ
スポートを設けた容量制御式のスクロール圧縮機と、バ
イパスポートを吸入圧力雰囲気に開口する流路と、この
流路を開閉する制御弁と、この制御弁を空気調和機の運
転負荷に応じて設定された短周期の時間配分による複数
の制御パターンにより開閉する制御手段とを備えたもの
である。
An air conditioner according to the present invention has a capacity control type scroll compressor in which at least a pair of bypass ports are provided on a base plate of a fixed scroll, and the bypass ports are opened to a suction pressure atmosphere. Comprising a flow path, a control valve for opening and closing the flow path, and control means for opening and closing the control valve according to a plurality of control patterns based on a short-period time distribution set according to the operating load of the air conditioner. It is.

【0019】また、バイパスポートを位相の異なる複数
対のバイパスポートで構成し、制御手段はこれら全ての
バイパスポートの制御弁を同時に開閉するものである。
The bypass port is constituted by a plurality of pairs of bypass ports having different phases, and the control means simultaneously opens and closes the control valves of all the bypass ports.

【0020】また、バイパスポートを位相の異なる複数
対のバイパスポートで構成し、制御手段は、空気調和機
が容量制御幅を大きく取る必要の無い負荷状態において
は、スクロール圧縮機の内側の圧縮室に設けられたバイ
パスポートを閉じ、外側の圧縮室に設けられたバイパス
ポートを開閉するものである。
Further, the bypass port is constituted by a plurality of pairs of bypass ports having different phases, and the control means controls the compression chamber inside the scroll compressor in a load state in which the air conditioner does not need to have a large capacity control width. Is closed, and the bypass port provided in the outer compression chamber is opened and closed.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態1を図について説明する。図1はこの発明の
実施の形態1における空気調和機の冷媒回路図である。
図において、1はバイパス容量制御手段を設けたスクロ
ール圧縮機で、2は吐出配管、3は吸入配管である。4
は高圧冷媒ガスを冷却し凝縮する凝縮器、5は液化冷媒
を膨張させる膨張弁、6は膨張した低温低圧の気液混合
冷媒を通し、周囲の被冷却媒体より熱を奪う蒸発器、7
は温度センサで、設定温度と比較し、膨張弁5の開度を
調整する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of an air conditioner according to Embodiment 1 of the present invention.
In the figure, 1 is a scroll compressor provided with bypass capacity control means, 2 is a discharge pipe, and 3 is a suction pipe. 4
A condenser for cooling and condensing the high-pressure refrigerant gas, 5 an expansion valve for expanding the liquefied refrigerant, 6 an evaporator for passing the expanded low-temperature and low-pressure gas-liquid mixed refrigerant and removing heat from the surrounding medium to be cooled, 7
Is a temperature sensor for adjusting the opening of the expansion valve 5 by comparing it with a set temperature.

【0022】8は吐出配管2側からの配管9に設けられ
た容量制御停止用電磁弁、10は吸入配管3側からの配
管11に設けられた容量制御施行用電磁弁である。容量
制御停止用電磁弁8、容量制御施行用電磁弁10からの
配管12、13は結合され、スクロール圧縮機の容量制
御用配管14としてスクロール圧縮機1に接続されてい
る。15は凝縮器4に取り付けられた温度センサ、16
は吸入配管3に接続する低圧側圧力センサ、17は吐出
配管2に接続する高圧側圧力センサであり、50は容量
制御を行う制御手段であるコントローラーである。
Reference numeral 8 denotes an electromagnetic valve for stopping capacity control provided on the pipe 9 from the discharge pipe 2 side, and reference numeral 10 denotes an electromagnetic valve for executing capacity control provided on the pipe 11 from the suction pipe 3 side. The pipes 12 and 13 from the capacity control stop solenoid valve 8 and the capacity control enforcement solenoid valve 10 are connected and connected to the scroll compressor 1 as a capacity control pipe 14 of the scroll compressor. 15 is a temperature sensor attached to the condenser 4;
Is a low-pressure side pressure sensor connected to the suction pipe 3, 17 is a high-pressure side pressure sensor connected to the discharge pipe 2, and 50 is a controller as control means for performing capacity control.

【0023】次に圧縮機の容量制御動作について説明す
る。前記温度センサ、7、15及び圧力センサ16、1
7の少なくとも一つ以上の信号から空気調和機は負荷状
態を検知し、容量制御を行うコントローラー50におい
て検知された温度または圧力信号を基に予め設定された
数秒単位の時間配分に従って圧縮機の運転負荷を全負荷
または部分負荷に切り替える。
Next, the capacity control operation of the compressor will be described. The temperature sensors 7, 15 and the pressure sensors 16, 1
7, the air conditioner detects the load condition from the at least one signal, and operates the compressor in accordance with a preset time distribution of several seconds based on the temperature or pressure signal detected by the controller 50 for controlling the capacity. Switch load to full load or partial load.

【0024】全負荷運転から部分負荷運転への切換は、
容量制御施行用電磁弁10を開き、容量制御停止用電磁
弁8を閉じる。これにより、スクロール圧縮機1の容量
制御用配管14は吸入配管3と連通し、蒸発器6側の低
圧状態となる。このときのスクロール圧縮機1の動作
は、従来の容量制御の動作と同様であるが、全負荷運転
とバイパス運転の切り替えは前記のように容量制御コン
トローラーにより数秒単位で行われる。表1に切換パタ
ーンと運転能力の一例を示す。
Switching from full load operation to partial load operation
The displacement control solenoid valve 10 is opened, and the displacement control stop solenoid valve 8 is closed. As a result, the capacity control pipe 14 of the scroll compressor 1 communicates with the suction pipe 3 and the evaporator 6 is in a low pressure state. The operation of the scroll compressor 1 at this time is the same as the operation of the conventional displacement control, but the switching between the full load operation and the bypass operation is performed by the displacement control controller in a unit of several seconds as described above. Table 1 shows an example of the switching pattern and the driving capability.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】切換時間は空気調和機の吹出温度変化およ
び圧力変動が許容できる範囲により設定されるが、現実
的な範囲としては数秒〜数十秒単位で選択される。
The switching time is set according to the range in which the change of the blow-out temperature and the pressure fluctuation of the air conditioner can be tolerated. A practical range is selected in units of several seconds to several tens of seconds.

【0027】このように全負荷運転時間とバイパス運転
時間の切換を短周期で行うことにより、単位時間の平均
的な冷凍能力を全負荷運転能力とバイパス運転能力の間
の能力で連続的に変化させることが可能となり、空気調
和機の必要能力に応じた圧縮機の連続的な容量制御運転
ができるため、エネルギー効率が良好で吹出温度の変化
の少ない快適性の良好な空気調和機を得ることができ
る。
By switching between the full load operation time and the bypass operation time in a short cycle, the average refrigeration capacity per unit time is continuously changed by the capacity between the full load operation capacity and the bypass operation capacity. It is possible to perform a continuous capacity control operation of the compressor according to the required capacity of the air conditioner. Can be.

【0028】なお、固定スクロールの台板に設けられた
バイパスポートを閉じる制御弁は従来と同様圧縮機の内
部に設けられるが、圧縮機の外部であるユニット配管中
にあっても同様の運転ができる。さらに前記制御弁は圧
力により開閉を制御するものであるが、電磁弁等の電気
的開閉手段で制御することも可能である。
The control valve for closing the bypass port provided on the base plate of the fixed scroll is provided inside the compressor as in the prior art. However, the same operation can be performed even in the unit pipe outside the compressor. it can. Further, although the control valve controls opening and closing by pressure, it can be controlled by an electric opening and closing means such as a solenoid valve.

【0029】また、バイパス運転を行う場合、容積形圧
縮機(スクロール形、ロータリー形等)では圧縮室の圧
力が高圧側の吐出圧力に到達するクランク軸回転タイミ
ングが遅れるため、吐出弁の開く時間が短くなり、圧縮
室に取り込んだ冷媒ガスを全量排出できないで、低圧側
の圧縮室に逆流する現象が発生する。このような場合、
ロータリー圧縮機では逆流する冷媒ガスは全量吸入圧力
室に戻されるため、エネルギーロスが増大し、さらに吐
出ガス温度が増大するため、運転できる圧力条件範囲の
制約が大きくなる。
When the bypass operation is performed, in a positive displacement compressor (scroll type, rotary type, etc.), the crankshaft rotation timing at which the pressure in the compression chamber reaches the discharge pressure on the high pressure side is delayed. , The refrigerant gas taken into the compression chamber cannot be completely discharged, and a phenomenon that the refrigerant gas flows back into the compression chamber on the low pressure side occurs. In such a case,
In the rotary compressor, the whole amount of the refrigerant gas flowing backward is returned to the suction pressure chamber, so that the energy loss increases and the discharge gas temperature increases.

【0030】これに対してスクロール圧縮機は圧縮室が
低圧室、中間圧室、高圧室に区画されているため、逆流
は高圧室から中間圧室に起こり、吸入圧室に逆流するロ
ータリー圧縮機と比較するとエネルギーロスが相対的に
少なく効率が良いとともに、吐出温度上昇も少なく、運
転圧力範囲の制限も小さくすることができる。
On the other hand, in the scroll compressor, the compression chamber is divided into a low-pressure chamber, an intermediate-pressure chamber, and a high-pressure chamber, so that the backflow occurs from the high-pressure chamber to the intermediate-pressure chamber and flows back to the suction pressure chamber. As compared with, the energy loss is relatively small, the efficiency is good, the discharge temperature rise is small, and the limitation of the operating pressure range can be reduced.

【0031】さらに、連続的な容量制御運転をインバー
タによる電動機回転速度の変化で実施する方式に対し
て、インバータが不要であることにより、高調波漏洩電
流、インバータ変換によるエネルギーロス等のインバー
タに関する問題点を無くすことができると共に、インバ
ータのコスト分を低減できる利点がある。
Further, in contrast to a system in which the continuous capacity control operation is performed by changing the motor rotation speed by the inverter, the inverter is not required, so that problems related to the inverter such as harmonic leakage current, energy loss due to inverter conversion, etc. This has the advantage that the point can be eliminated and the cost of the inverter can be reduced.

【0032】実施の形態2.図2はこの発明の実施の形
態2を説明する固定スクロールの平面図である。全負荷
運転とバイパス運転を切換えて容量制御運転をする場
合、バイパス運転時の運転能力が容量制御幅の下限値と
なる。このため、容量制御幅を大きく取るためにはバイ
パス運転時の運転能力を低減する事が重要である。
Embodiment 2 FIG. FIG. 2 is a plan view of a fixed scroll for explaining Embodiment 2 of the present invention. When performing the capacity control operation by switching between the full load operation and the bypass operation, the operation capacity during the bypass operation is the lower limit value of the capacity control width. For this reason, it is important to reduce the operation capacity during the bypass operation in order to increase the capacity control width.

【0033】一般にスクロール圧縮機をバイパス運転さ
せる場合、バイパスポートをスクロール渦巻の組合わせ
により形成される一対の圧縮室それぞれに設け、バイパ
スポート位置は渦巻の中心側にあるほど、容量制御幅は
大きくなる。
Generally, when the scroll compressor is operated in bypass, a bypass port is provided in each of a pair of compression chambers formed by a combination of scroll spirals, and the capacity control width increases as the position of the bypass port is closer to the center of the spiral. Become.

【0034】但し、渦巻の組合わせで形成される、最外
室、中間室、最内室のそれぞれの圧縮室の形成されるク
ランク軸の回転タイミングにおいて、バイパスポートが
中間室のみに有る場合は、最外室に取込まれた冷媒ガス
はバイパスポートからバイパスされるまでに一旦圧縮さ
れるため、圧縮ロスが発生し、圧縮機の効率を低下させ
る。これを避けるためにはバイパスポートを最外室、中
間室それぞれに設けて、バイパス運転時はバイパスポー
トを同時に開放させれば良い。
However, in the case where the bypass port exists only in the intermediate chamber at the rotation timing of the crankshaft in which the outermost chamber, the intermediate chamber, and the innermost chamber are formed by the combination of the spirals. Since the refrigerant gas taken into the outermost chamber is compressed once before being bypassed from the bypass port, a compression loss occurs, and the efficiency of the compressor is reduced. In order to avoid this, a bypass port may be provided in each of the outermost chamber and the intermediate chamber, and the bypass port may be opened at the same time during the bypass operation.

【0035】図2において、23eは固定スクロールの
最外室に設けられたバイパスポート、23fは中間室に
設けられたバイパスポートである。このバイパスポート
を前述の様な弁構造を用いてあらかじめ設定された切換
パターンで同時開閉することにより、容量制御幅を大き
くした効率の良い連続的容量制御が実現できる。
In FIG. 2, reference numeral 23e denotes a bypass port provided in the outermost chamber of the fixed scroll, and 23f denotes a bypass port provided in the intermediate chamber. By simultaneously opening and closing the bypass port in a previously set switching pattern using the above-described valve structure, efficient continuous capacity control with a large capacity control width can be realized.

【0036】また、空気調和機の運転負荷に応じて、容
量制御幅を大きく取る必要の無い負荷状態においては、
中間室側のバイパスポートを閉じた状態で、最外室のバ
イパスポートのみを短時間で開閉させる容量制御運転も
可能である。この場合すべてのバイパスポートを開閉す
る運転に比較して、負荷変動が少なく効率の良い運転が
できる。
In a load state where it is not necessary to take a large capacity control width in accordance with the operation load of the air conditioner,
With the bypass port on the intermediate chamber side closed, it is also possible to perform a capacity control operation in which only the bypass port on the outermost chamber is opened and closed in a short time. In this case, compared to the operation of opening and closing all bypass ports, efficient operation can be performed with less load fluctuation.

【0037】[0037]

【発明の効果】この発明に係る空気調和機は、固定スク
ロールの台板に少なくとも一対のバイパスポートを設け
た容量制御式のスクロール圧縮機と、バイパスポートを
吸入圧力雰囲気に開口する流路と、この流路を開閉する
制御弁と、この制御弁を空気調和機の運転負荷に応じて
設定された短周期の時間配分による複数の制御パターン
により開閉する制御手段とを備えたことにより、スクロ
ール圧縮機の全負荷運転と部分負荷運転を短周期で切り
替えて、中間能力を多段階に実現することができる。ま
た、バイパス運転時に圧縮機の圧縮室内部が不足圧縮状
態となった場合でも、不足圧縮により圧縮室から吐出さ
れない冷媒ガスはロータリー圧縮機では、直接吸入室に
戻されるのに対して、スクロール圧縮機では中間圧力室
に戻されるため、エネルギーロスが少なく、効率の良い
空気調和機が得られる効果がある。さらに、連続的な容
量制御運転をインバータによる電動機回転速度の変化で
実現する方式に対して、インバータが不要であることに
より、高調波漏洩電流、インバータ変換によるエネルギ
ーロス等のインバータに関する問題点を無くすことがで
きると共に、インバータコスト分を低減できる利点があ
る。
According to the present invention, there is provided an air conditioner comprising: a capacity-controlled scroll compressor having at least a pair of bypass ports provided on a base plate of a fixed scroll; a flow path for opening the bypass ports to a suction pressure atmosphere; By providing a control valve that opens and closes this flow path and control means that opens and closes this control valve according to a plurality of control patterns based on a short-cycle time distribution set according to the operating load of the air conditioner, scroll compression By switching between full load operation and partial load operation of the machine in a short cycle, intermediate capacity can be realized in multiple stages. Further, even when the compression chamber inside the compressor is under-compressed during the bypass operation, the refrigerant gas that is not discharged from the compression chamber due to under-compression is directly returned to the suction chamber by the rotary compressor, whereas the scroll compression is not performed. The air conditioner is returned to the intermediate pressure chamber, so that there is little energy loss and an efficient air conditioner can be obtained. Furthermore, as opposed to a method of realizing continuous capacity control operation by changing the motor rotation speed by the inverter, the inverter is not required, thereby eliminating problems related to the inverter such as harmonic leakage current and energy loss due to inverter conversion. In addition to this, there is an advantage that the inverter cost can be reduced.

【0038】また、バイパスポートを位相の異なる複数
対のバイパスポートで構成し、制御手段はこれら全ての
バイパスポートの制御弁を同時に開閉することにより、
容量制御幅を大きくした効率の良い連続的容量制御が実
現できる。
Further, the bypass port is constituted by a plurality of pairs of bypass ports having different phases, and the control means opens and closes the control valves of all these bypass ports at the same time.
Efficient continuous capacity control with a large capacity control width can be realized.

【0039】また、バイパスポートを位相の異なる複数
対のバイパスポートで構成し、制御手段は、空気調和機
が容量制御幅を大きく取る必要の無い負荷状態において
は、スクロール圧縮機の内側の圧縮室に設けられたバイ
パスポートを閉じ、外側の圧縮室に設けられたバイパス
ポートを開閉することにより、負荷変動が少なく効率の
良い運転ができる。
Further, the bypass port is constituted by a plurality of pairs of bypass ports having different phases, and the control means controls the compression chamber inside the scroll compressor in a load state in which the air conditioner does not need to have a large capacity control width. By opening and closing the bypass port provided in the outer compression chamber, the operation can be efficiently performed with less load fluctuation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1による空気調和機の
冷媒回路図である。
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of an air conditioner according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態2によるスクロール圧
縮機のバイパスポート位置を示す要部断面図である。
FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view showing a bypass port position of a scroll compressor according to Embodiment 2 of the present invention.

【図3】 従来の空気調和機の冷媒回路図である。FIG. 3 is a refrigerant circuit diagram of a conventional air conditioner.

【図4】 従来のスクロール圧縮機の圧縮室を示す縦断
面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a compression chamber of a conventional scroll compressor.

【図5】 従来のスクロール圧縮機の圧縮室を示す断面
図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a compression chamber of a conventional scroll compressor.

【図6】 従来のロータリー圧縮機を設けた空気調和機
を示す冷媒回路図である。
FIG. 6 is a refrigerant circuit diagram showing an air conditioner provided with a conventional rotary compressor.

【図7】 従来のロータリー圧縮機を設けた空気調和機
の制御ルーチンを示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a control routine of an air conditioner provided with a conventional rotary compressor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スクロール圧縮機、2 吐出配管、3 吸入配管、
4 凝縮器、5 膨張弁、6 蒸発器、7 温度セン
サ、8 容量制御停止用電磁弁、9 吐出配管側からの
配管、10 容量制御施行用電磁弁、23e バイパス
ポート、23fバイパスポート、50 コントローラ
ー。
1 scroll compressor, 2 discharge piping, 3 suction piping,
4 condenser, 5 expansion valve, 6 evaporator, 7 temperature sensor, 8 volume control solenoid valve, 9 pipe from discharge pipe side, 10 volume control enforcement solenoid valve, 23e bypass port, 23f bypass port, 50 controller .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 教秀 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 関屋 慎 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Norihide Kobayashi 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsui Electric Co., Ltd. (72) Inventor Shin Sekiya 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Corporation

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定スクロールの台板に少なくとも一対
のバイパスポートを設けた容量制御式のスクロール圧縮
機と、 前記バイパスポートを吸入圧力雰囲気に開口する流路
と、 この流路を開閉する制御弁と、 この制御弁を当該空気調和機の運転負荷に応じて設定さ
れた短周期の時間配分による複数の制御パターンにより
開閉する制御手段と、を備えたことを特徴とする空気調
和機。
1. A capacity-controlled scroll compressor having at least a pair of bypass ports provided on a base plate of a fixed scroll, a flow path opening the bypass port to a suction pressure atmosphere, and a control valve opening and closing the flow path. An air conditioner comprising: a control unit that opens and closes the control valve according to a plurality of control patterns based on a short-cycle time distribution set according to an operation load of the air conditioner.
【請求項2】 前記バイパスポートを位相の異なる複数
対のバイパスポートで構成し、前記制御手段はこれら全
てのバイパスポートの前記制御弁を同時に開閉すること
を特徴とする請求項1記載の空気調和機。
2. The air conditioner according to claim 1, wherein said bypass port comprises a plurality of pairs of bypass ports having different phases, and said control means simultaneously opens and closes said control valves of all of said bypass ports. Machine.
【請求項3】 前記バイパスポートを位相の異なる複数
対のバイパスポートで構成し、前記制御手段は、当該空
気調和機が容量制御幅を大きく取る必要の無い負荷状態
においては、前記スクロール圧縮機の内側の圧縮室に設
けられた前記バイパスポートを閉じ、外側の圧縮室に設
けられた前記バイパスポートを開閉することを特徴とす
る請求項1記載の空気調和機。
3. The scroll compressor according to claim 1, wherein the bypass port includes a plurality of pairs of bypass ports having different phases, and the control unit controls the scroll compressor in a load state in which the air conditioner does not need to have a large capacity control width. The air conditioner according to claim 1, wherein the bypass port provided in the inner compression chamber is closed, and the bypass port provided in the outer compression chamber is opened and closed.
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