JPH1137531A - 冷媒加熱式インバータエアコンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮機１２の圧力保護，温度保護、冷時の起
動性能の向上が図れる冷媒加熱式インバータエアコンの
制御装置を得る。 【解決手段】 冷媒加熱式のインバータエアコンにおい
て、圧縮機１２の冷媒吐出部に温度センサ１１を設け、
温度センサ１１の検知信号が第１の高温度レベル以上の
時、圧縮機１２を停止する。第１の高温度レベルより低
い第２の高温度レベルと第３の高温度レベルの間では、
圧縮機１２の運転周波数の最大値を所定値に制限する。
また、運転停止時に温度センサ１１の検知信号が、第２
の低温度レベルを下回ってから第１の低温度レベル以上
となるまでの間、圧縮機１２を所定時間欠相運転／所定
時間停止を１サイクルとする間欠運転を繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷媒加熱式イン
バータエアコンの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の技術では、図５に示すよう
に圧縮機１８の吐出圧力を圧力スイッチ１６で検出し圧
縮機１８をＯＦＦにしていた。なお、１５はマイクロコ
ンピュータ、１７はリレー、１９は外気温度センサであ
る。また、エアコン停止後、充分な時間が経過した冷時
においては、圧縮機内の潤滑オイル中に冷媒が溶け込み
潤滑オイルの粘性が低下し、充分な潤滑が得られなくな
るため、圧縮機を加温し潤滑オイル中から冷媒を分離す
る必要がある。そこで、図６に示すように、エアコンの
運転待機時に圧縮機を欠相運転し、圧縮機の加温を行っ
ている。すなわち、圧縮機の欠相運転モードは外気温度
により決定しており、温度レベルＨ（１３℃）を下回り
温度レベルＩ（１７℃）以上となるまでの間、３分間欠
相運転／３分間停止を１サイクルとする間欠運転を繰り
返していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、圧力スイッチ１６を用いていたため、圧
縮機１８の圧力保護は可能であるが、圧縮機１８の温度
に対する保護については不可能であった。また、エアコ
ンの冷時の起動においては、圧縮機内の潤滑オイルの粘
性低下防止のため、外気温度により圧縮機の温度を推定
し圧縮機を欠相運転させることで圧縮機の加温を行って
いたが、必ずしも外気温度と圧縮機温度が一致しないた
め、十分な加温制御ができず、圧縮機の起動不良等の要
因となっていた。特に、寒冷地においては外気温度がか
なり下がるため、高い精度で圧縮機の温度を検出し十分
に圧縮機の加温をすることが要求されていた。

【０００４】この発明は上記従来の問題点を解決するも
ので、圧縮機の圧力保護，温度保護、冷時の起動性能の
向上が図れる冷媒加熱式インバータエアコンの制御装置
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の冷媒加熱
式インバータエアコンの制御装置は、冷媒加熱式のイン
バータエアコンにおいて、圧縮機の冷媒吐出部に温度セ
ンサを設け、温度センサの検知信号が第１の高温度レベ
ル以上の時、圧縮機を停止することを特徴とするもので
ある。

【０００６】請求項１記載の冷媒加熱式インバータエア
コンの制御装置によると、圧縮機の冷媒吐出部に温度セ
ンサを設けて圧縮機の温度を検出し、第１の高温度レベ
ル以上で圧縮機を停止するので、圧縮機の温度保護が図
れる。また、圧縮機の吐出温度から高圧圧力を推定する
ことができ、圧縮機の圧力保護が図れる。請求項２記載
の冷媒加熱式インバータエアコンの制御装置は、請求項
１において、第１の高温度レベルより低い第２の高温度
レベルと、第２の高温度レベルより低い第３の高温度レ
ベルを設定し、温度センサの検知信号が、第２の高温度
レベル以上となってから第３の高温度レベルを下回るま
での間、圧縮機の運転周波数の最大値を所定値に制限す
ることを特徴とするものである。

【０００７】請求項２記載の冷媒加熱式インバータエア
コンの制御装置によると、請求項１記載の作用に加え、
第１の高温度レベルより低い第２の高温度レベルと第３
の高温度レベルの間で、圧縮機の運転周波数の最大値を
制限することで、より一層、圧縮機の温度保護および圧
力保護が図れる。請求項３記載の冷媒加熱式インバータ
エアコンの制御装置は、冷媒加熱式のインバータエアコ
ンにおいて、圧縮機の冷媒吐出部に温度センサを設け、
第１の低温度レベルとこの第１の低温度レベルより低い
第２の低温度レベルを設定し、運転停止時に温度センサ
の検知信号が、第２の低温度レベルを下回ってから第１
の低温度レベル以上となるまでの間、圧縮機を所定時間
欠相運転／所定時間停止を１サイクルとする第１の間欠
運転を繰り返すことを特徴とするものである。

【０００８】請求項３記載の冷媒加熱式インバータエア
コンの制御装置によると、冷時に、第２の低温度レベル
を下回ってから第１の低温度レベル以上となるまでの
間、圧縮機を所定時間欠相運転／所定時間停止を１サイ
クルとする第１の間欠運転を繰り返すことで、圧縮機が
加温され、圧縮機内の潤滑オイルの粘性低下を防止し、
圧縮機の冷時の起動性能の向上が図れる。

【０００９】請求項４記載の冷媒加熱式インバータエア
コンの制御装置は、請求項３において、第２の低温度レ
ベルより低い第３の低温度レベルと、第３の低温度レベ
ルより低い第４の低温度レベルを設定し、温度センサの
検知信号が、第４の低温度レベルを下回ってから第３の
低温度レベル以上となるまでの間、第１の間欠運転に比
べ欠相運転の時間比率を大きくした所定時間欠相運転／
所定時間停止を１サイクルとする第２の間欠運転を繰り
返すことを特徴とするものである。

【００１０】請求項４記載の冷媒加熱式インバータエア
コンの制御装置によると、請求項３記載の作用に加え、
第２の低温度レベルより低い第４の低温度レベルと第３
の低温度レベルの間で、欠相運転の時間比率の大きい第
２の間欠運転を繰り返すことで、圧縮機が加温され、寒
冷地での極低温時の圧縮機の冷時の起動性能を著しく向
上させることができる。

【００１１】

【実施の形態】

第１の実施の形態 この発明の第１の実施の形態について、図１ないし図３
を参照しながら説明する。図１は、冷媒加熱式インバー
タエアコンの冷凍サイクルを示した概略図である。図１
において、１は室内熱交換器、２は室外熱交換器、３，
４は内外配管接続、５は二方弁、６は加熱器、７はキャ
ピラリーチューブ、８，９は逆止弁、１０は四方弁、１
１は圧縮機の冷媒吐出部に設けた温度センサ、１２は圧
縮機である。

【００１２】暖房運転時には、圧縮機１２，四方弁１
０，内外配管接続４，室内熱交換器１，内外配管接続
３，二方弁５，加熱器６，圧縮機１２の順に冷媒が循環
する。冷媒加熱式熱搬送エアコンの場合、吐出ガスの過
熱度が小さいため、吐出温度から圧縮機１２の高圧圧力
を推定できる。図２は、冷媒加熱式インバータエアコン
の制御装置と圧縮機１２との関係を示している。図２に
おいて、１３はインバータ装置、１４は冷媒加熱式イン
バータエアコンの制御を行うマイクロコンピュータであ
り、温度センサ１１からの温度検出信号が入力される。
なお、マイクロコンピュータ１４には、第１の高温度レ
ベルＡ（８０℃）以上の温度で圧縮機１２を停止する情
報が記憶されている。

【００１３】図３は、圧縮機温度と圧縮機１２の運転状
態を示すグラフである。図３に示すように、圧縮機１２
の吐出部の温度が上昇し、温度センサ１１が第１の高温
度レベルＡ以上を検出すると、マイクロコンピュータ１
４からインバータ装置１３に圧縮機１２をＯＦＦにする
信号が出力され、圧縮機１２が停止する。この実施の形
態によれば、圧縮機１２の冷媒吐出部に温度センサ１１
を設けて圧縮機１２の温度を検出し、第１の高温度レベ
ルＡ以上で圧縮機１２を停止するので、圧縮機１２の温
度保護が図れる。また、圧縮機１２の吐出温度から高圧
圧力を推定することができ、圧縮機１２の圧力保護が図
れる。

【００１４】第２の実施の形態 この実施の形態は、マイクロコンピュータ１４に、第１
の高温度レベルＡ（８０℃）以上の温度で圧縮機１２を
停止するという情報に加え、第１の高温度レベルＡより
低い第２の高温度レベルＢ（７５℃）以上となった時点
から第２の高温度レベルＢより低い第３の高温度レベル
Ｃ（７３℃）を下回るまでの間、圧縮機１２の運転周波
数を最大でも３１Ｈｚを越えないように制限する情報を
記憶させたものである。

【００１５】図３に示すように、エアコンの運転に伴い
圧縮機温度が上昇し、第２の高温度レベルＢ以上となっ
た時点から第３の高温度レベルＣを下回るまでの間、マ
イクロコンピュータ１４からインバータ装置１３に圧縮
機１２の運転周波数を最大でも３１Ｈｚを越えないよう
に制限する信号が出力される。すなわち、圧縮機１２の
温度が高くなると周波数を制限し、圧縮機１２の温度が
高くならないようにしている。なお、第２の高温度レベ
ルＢ（７５℃）と第３の高温度レベルＣ（７３℃）の温
度差は、制御のハンチング防止ために設けられている。
また、第２の高温度レベルＢと第３の高温度レベルＣの
間において第１の高温度レベルＡ以上になると、マイク
ロコンピュータ１４からインバータ装置１３に圧縮機１
２をＯＦＦにする信号が出力され、圧縮機１２は停止す
る。さらに、第２の高温度レベルＢより温度が低い領域
ならびに第３の高温度レベルＣより温度が低い領域は、
圧縮機１２の周波数制限の無いＦｒｅｅ状態である。

【００１６】この実施の形態によれば、第１の高温度レ
ベルＡより低い第２の高温度レベルＢと第３の高温度レ
ベルＣの間で、圧縮機１２の運転周波数の最大値を３１
Ｈｚに制限することで、より一層、圧縮機１２の温度保
護および圧力保護が図れる。なお、圧縮機１２の運転周
波数の最大値は３１Ｈｚに限るものではない。 第３の実施の形態 図４に、エアコンの運転待機時の圧縮機１２の運転を示
す。なお、冷凍サイクルならびに制御装置と圧縮機１２
との関係は、図１，２に示した例と同様である。

【００１７】マイクロコンピュータ１４には、第２の低
温度レベルＥ（１５℃）を下回ってから第１の低温度レ
ベルＤ（２０℃）以上になるまでの間は、圧縮機１２の
運転を４分間欠相運転、その後６分間停止を１サイクル
として繰り返す第１の間欠運転を行う情報が記憶されて
いる。図４に示すように、エアコン停止から圧縮機の温
度が低下し、圧縮機温度が第２の低温度レベルＥを下回
ってから第１の低温度レベルＤ以上になるまでの間は、
マイクロコンピュータ１４からインバータ装置１３に、
圧縮機１２の運転を４分間欠相運転、その後６分間停止
を１サイクルとして繰り返す第１の間欠運転とする信号
が出力される。なお、第２の低温度レベルＥ（１５℃）
と第１の低温度レベルＤ（２０℃）の温度差は、制御の
ハンチング防止ために設けられている。また、第２の低
温度レベルＥより温度が高い領域ならびに第１の低温度
レベルＤより温度が高い領域では、圧縮機１２はＯＦＦ
の状態となる。

【００１８】この実施の形態によれば、冷時に、第２の
低温度レベルＥを下回ってから第１の低温度レベルＤ以
上となるまでの間、圧縮機１２を４分間欠相運転／６分
間停止を１サイクルとする第１の間欠運転を繰り返すこ
とで、圧縮機１２が加温され、圧縮機１２内の潤滑オイ
ルの粘性低下を防止し、圧縮機１２の冷時の起動性能の
向上が図れる。しかも、圧縮機温度を直接検出するた
め、高精度の圧縮機加温制御が実現でき、冷時の起動性
能が向上する。

【００１９】なお、第１の間欠運転は、４分間欠相運転
／６分間停止を１サイクルとするものに限らない。 第４の実施の形態 この実施の形態は、マイクロコンピュータ１４に、第２
の低温度レベルＥ（１５℃）を下回ってから第１の低温
度レベルＤ（２０℃）以上になるまでの間は第１の間欠
運転を行う情報に加え、第２の低温度レベルＥより低い
第４の低温度レベルＧ（０℃）を下回り第３の低温度レ
ベルＦ（５℃）以上になるまでの間においては、圧縮機
１２の運転を８分間欠相運転、その後２分間停止を１サ
イクルとして繰り返す第２の間欠運転とする情報を記憶
させたものである。

【００２０】図４に示すように、圧縮機１２の温度が、
第４の低温度レベルＧを下回り第３の低温度レベルＦ以
上になるまでの間においては、マイクロコンピュータ１
４からインバータ装置１３に、圧縮機１２の運転を８分
間欠相運転、その後２分間停止を１サイクルとして繰り
返す第２の間欠運転とする信号が出力される。なお、第
４の低温度レベルＧ（０℃）と第３の低温度レベルＦ
（５℃）の温度差は、制御のハンチング防止ために設け
られている。また、第２の低温度レベルＥと第４の低温
度レベルＧとの間ならびに第３の低温度レベルＦと第１
の低温度レベルＤとの間においては、第１の間欠運転と
する信号が出力される。さらに、第２の低温度レベルＥ
より温度が高い領域ならびに第１の低温度レベルＤより
温度が高い領域では、圧縮機１２はＯＦＦの状態とな
る。

【００２１】この実施の形態によれば、第２の低温度レ
ベルＥより低い第４の低温度レベルＧと第３の低温度レ
ベルＦの間で、第１の間欠運転に比べ欠相運転の時間比
率の大きい第２の間欠運転を繰り返すことで、圧縮機１
２が加温され、寒冷地での極低温時には圧縮機１２の加
温時間をより長くすることで、寒冷地での圧縮機の冷時
の起動性能を著しく向上させることができる。

【００２２】なお、第２の間欠運転は、８分間欠相運転
／２分間停止を１サイクルとするものに限らない。

【００２３】

【発明の効果】請求項１記載の冷媒加熱式インバータエ
アコンの制御装置によると、圧縮機の冷媒吐出部に温度
センサを設けて圧縮機の温度を検出し、第１の高温度レ
ベル以上で圧縮機を停止するので、圧縮機の温度保護が
図れる。また、圧縮機の吐出温度から高圧圧力を推定す
ることができ、圧縮機の圧力保護が図れるという効果が
ある。

【００２４】請求項２記載の冷媒加熱式インバータエア
コンの制御装置によると、請求項１記載の作用に加え、
第１の高温度レベルより低い第２の高温度レベルと第３
の高温度レベルの間で、圧縮機の運転周波数の最大値を
制限することで、より一層、圧縮機の温度保護および圧
力保護が図れるという効果がある。請求項３記載の冷媒
加熱式インバータエアコンの制御装置によると、冷時
に、第２の低温度レベルを下回ってから第１の低温度レ
ベル以上となるまでの間、圧縮機を所定時間欠相運転／
所定時間停止を１サイクルとする第１の間欠運転を繰り
返すことで、圧縮機が加温され、圧縮機内の潤滑オイル
の粘性低下を防止し、圧縮機の冷時の起動性能の向上が
図れるという効果がある。

【００２５】請求項４記載の冷媒加熱式インバータエア
コンの制御装置によると、請求項３記載の作用に加え、
第２の低温度レベルより低い第４の低温度レベルと第３
の低温度レベルの間で、欠相運転の時間比率の大きい第
２の間欠運転を繰り返すことで、圧縮機が加温され、寒
冷地での極低温時の圧縮機の冷時の起動性能を著しく向
上させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態における冷媒加熱式イン
バータエアコンの冷凍サイクルを示した概略図である。

【図２】この発明の実施の形態における冷媒加熱式イン
バータエアコンの制御装置と圧縮機との関係を示した概
略図である。

【図３】この発明の第１，２の実施の形態における圧縮
機温度と圧縮機の運転状態を示すグラフである。

【図４】この発明の第３，４の実施の形態における圧縮
機温度と圧縮機の運転状態を示すグラフである。

【図５】従来例における冷媒加熱式インバータエアコン
の制御装置の概略図である。

【図６】従来例における圧縮機温度と圧縮機の運転状態
を示すグラフである。

【符号の説明】

１１ 温度センサ １２ 圧縮機 １３ インバータ装置 １４ マイクロコンピュータ Ａ〜Ｃ 高温度レベル Ｄ〜Ｇ 低温度レベル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富田 浩子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒加熱式のインバータエアコンにおい
   て、圧縮機の冷媒吐出部に温度センサを設け、前記温度
   センサの検知信号が第１の高温度レベル以上の時、前記
   圧縮機を停止することを特徴とする冷媒加熱式インバー
   タエアコンの制御装置。
2. 【請求項２】 第１の高温度レベルより低い第２の高温
   度レベルと、前記第２の高温度レベルより低い第３の高
   温度レベルを設定し、温度センサの検知信号が、前記第
   ２の高温度レベル以上となってから前記第３の高温度レ
   ベルを下回るまでの間、圧縮機の運転周波数の最大値を
   所定値に制限することを特徴とする請求項１記載の冷媒
   加熱式インバータエアコンの制御装置。
3. 【請求項３】 冷媒加熱式のインバータエアコンにおい
   て、圧縮機の冷媒吐出部に温度センサを設け、第１の低
   温度レベルとこの第１の低温度レベルより低い第２の低
   温度レベルを設定し、運転停止時に前記温度センサの検
   知信号が、前記第２の低温度レベルを下回ってから前記
   第１の低温度レベル以上となるまでの間、前記圧縮機を
   所定時間欠相運転／所定時間停止を１サイクルとする第
   １の間欠運転を繰り返すことを特徴とする冷媒加熱式イ
   ンバータエアコンの制御装置。
4. 【請求項４】 第２の低温度レベルより低い第３の低温
   度レベルと、前記第３の低温度レベルより低い第４の低
   温度レベルを設定し、温度センサの検知信号が、前記第
   ４の低温度レベルを下回ってから前記第３の低温度レベ
   ル以上となるまでの間、第１の間欠運転に比べ欠相運転
   の時間比率を大きくした所定時間欠相運転／所定時間停
   止を１サイクルとする第２の間欠運転を繰り返すことを
   特徴とする請求項３記載の冷媒加熱式インバータエアコ
   ンの制御装置。