JPS594617B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、極数可変による速度切換によシ能力制御可能
な圧縮機を有する空調機に関し、さらに詳しく言えば、
極数切換タイミングに改良を施した空気調和機に関する
。

極数可変圧縮機を有する室外ユニット一台と、例えば二
台の室内ユニットからなる冷房専用型空気調和機は概略
第１図の如き構成をもつ。

すなわち、室外ユニット１は、極数可変圧縮機１Ｎ、熱
交換器１Ｂ、ファンモータ１Ｃ１電磁弁ＩＤ、ＩＥを有
し、室内ユニット２，３は、各々空調空間２Ｒ，３Ｒ内
に設置され、それぞれ熱交換器２Ｂ。

３Ｂ、キャピラリチューブ２Ａ、３Ａ、ファンモータ２
Ｃ，３Ｃを有する。

圧縮機１Ｎが運転し、電磁弁１Ｄが開けば、室内ユニッ
ト３が冷房運転し空間３Ｒは冷却される。

また電磁弁１Ｅが開けば、室内ユニット２が冷房運転し
、空間２Ｒｊ！Ａ却される。

圧縮機１Ａの極数の制御及び電磁弁ＩＤ、ＩＥの開閉制
御は例えば第２図のような電気系統図に示した構成で行
なっている。

４は交流電源で、例えば単相１ｏｏｖ、単相２００Ｖ、
三相２００■である。

各空間の温度に応じてオンオフするサーモスタットが室
内ユニット２、３内もしくは空間２Ｒ，３Ｒ内の適当な
位置に設置される。

サーモスタット２Ｔは空間２Ｒ，サーモスタット３Ｔは
空間３Ｒに対応している。

各サーモスタットは各々二接点Ａ、Ｂ、Ｃを有している
。

メインリレーＩＭＭは、サーモスタット２Ｔ又は３Ｔの
いずれか一方又は両方がオンする（すなわち所定の温度
よりも空間温度が高い）とそ９コイルＩＭＭＣが付勢さ
れ、その接点ＩＭＭＡがオンする。

接点ＩＭＭＡがオンするとファンモータ１Ｃが付勢され
運転する。

圧縮機１Ｎは高速極数タップＩＡＨと低速極数タップＩ
ＡＬとを有し、サーモスタット２Ｔ 、３Ｔの両方とも
オンしてい；’４合％ ＩＪレーＩＭＰのコイルＩＭ
ＰＣが付勢され、その接点ＩＭＰＡがオンし高速タップ
１ＮＨに通電され、同時に接点ＩＭＰＨがオフし低速タ
ップＩＡＬへの通電が停止する。

すなわち、雨空間２Ｒ，３Ｒとも冷房が必要な場合に、
圧縮機１Ａは高速回転となシ大能力となり、それ以外は
低速回転となり小能力となるのである。

電磁弁ＩＥ、ＩＤは谷サーモ２Ｔ、３Ｔに連動し、サー
モ２Ｔｊ３Ｔ＃ｔ７すると、接点２ＴＣ，３ＴＣがオン
し、電磁弁ＩＥ、ＩＤが開くのである。

以上の構成により、室内ユニットの冷房運転台数に応じ
て圧縮機の極数を切換えるから、省エネルギになると同
時に快適感の高い空気調和を達成できるが、この構成に
は次のような欠点がある。

すなわち冷房運転をしている室内ユニットの台数に単純
に応動して圧縮機の極数を切換えるから、もしも一台の
室内ユニットが冷房運転している状態で、他の一台の室
内ユニットが冷房運転、停止をひんばんに行なえば、圧
縮機機械部分の疲労が加速されるとともに、リレーの電
気的機械的寿命に犬きく影響を及ぼし、空気調和機の寿
命を短縮化する傾向を有することである。

このような状況は、例えばユーザが運転スイッチを極め
て短時間にオンオフする場合や、空間の負荷の急変（た
とえばドア、窓の開閉）がある場合には起シ得ることで
ある。

以上の従来例では、複数の室内ユニットを有する例につ
き説明したが、これは一台である場合もある。

このとき、サーモスタットは２ステージサーモを使用し
、電磁弁ＩＤ、ＩＥは除去する。

この場合にも、上記した不都合は生ずる。

本発明は上記した従来例に見られる不都合を解消し、極
数切換回数をある一定値以下に抑え、空気調和機の寿命
の短縮化を防止せんとするものである。

すなわち、本発明の主旨は一度極数切換えを行なった場
合、切換時点よシ所定時間同−極数を保持せしめること
によシ、切換回数の低減化を図らんとする点にある。

従がって、以下の説明では複数台の室内ユニットを有す
るいわゆるマルチエアコンにつき説明したが、室内ユニ
ット一台ノ場合についても同様の効果を発揮できるもの
である。

第３図は第１図に示した空気調和機用の本発明の一実施
例にかかる制御装置５の構成図である。

サーモスタット２Ｔがオンすると、リレー５４がオンし
、接点５４１が閉じ、電磁弁１Ｅが開く。

同時に接点５４０が閉じるのでリレーコイルＩ ＭＭＣ
が付勢され、その接点ＩＭＭ＆が閉じる。

サーモスタット３Ｔがオンすれば、同様にしてリレー５
５がオンし、接点５５０，５５１が閉じ、リレーコイル
ＩＭＭＣが付勢され、その接点ＩＭＭ＆が閉じ、電磁弁
１Ｄが開く。

以下極数制御回路５Ａ、タイマ手段５Ｂの動作について
は、第５図の動作タイミングチャートを参照しつつ説明
する。

なお第３図のうち、５６は制御装置５の直流電源、５３
は極数切換補助リレーである。

また第３図の５ＢＴ１．５ＢＴ２は同一の回路を有する
タイマーで、例えば第４図に示すような単安定マルチパ
イプレーク等がある。

第４図の回路は周知の回路であわ、この回路が本発明の
主旨ではないから説明は省略するが、その動作は、入力
端ＩＮにｒＨｉ Ｊ信号が入力されると、出力端ＯＵＴ
は所定時間ｒＨｉＪを維持するものであシ、その後再び
入力端ＩＮにｒＨｉＪ信号が入力されるまでは、出力端
ＯＵＴはｒＬｏＪ信号を維持する。

第５図で、（イ）は温度を示し、Ｔｒｌ ＃ Ｔｒ２は
サーモスタット２Ｔ 、３Ｔで与えられる冷房オフ温度
、冷房オン温度である。

この温度はユーザが任意に設定できるが、ここでは説明
の便宜上、サーモスタツ）２Ｔ、３Ｔの設定温度を同一
とした。

時刻ｔｇで冷房運転が開始し、この時点では、空間温度
Ｔ２（空間２Ｒ対応）、Ｔ３（空間３Ｒ対応）ともにＴ
ｒ １以上なので、サーモスタット２Ｔ、３Ｔともに
オンする。

従がって ” Ｍ山ｊｊゲー）５Ａ出力すなわち極数信
号は「Ｈｌ」となる。

この時点ではタイマ５ＢＴ２の出力はｒＬｏＪだから、
”ＩＮＶＥＲＴＥＲ”ゲート５Ｂｉ２出力はｒＨｉＪと
なシ、それゆえ、”ＡＮＤ”ゲート５ＢＡ出力はｒＨｉ
Ｊとなる。

この信号によりタイマ５ ＢＴＩ はトリガされ、そ
の出力は所定時間（△Ｔ）ｒＨｉＪを出力する。

ＯＲ”ゲー）５ＢＯ出力すなわち極数制御信号はｒＨｉ
Ｊとなシ、補助リレー５３が付勢さし、リレー１ＭＰＣ
が付勢されるので、圧縮機１Ａは高速回転運転となる。

時刻ｔ１で、タイマ５Ｂ は△ｔが経過したので、ｒ
ＬｏＪ出力となる。

しかし、ゲー）５ＢＡ出力は依然ｒＨｉＪなので、ゲー
）５ＢＯ出力はｒＨｉＪのままである。

時刻ｔ２で、Ｔ２＜Ｔｒｌとなり、サーモスタット２Ｔ
はオフする。

したがって、５Ａ出力はｒＬｏＪとなシ、ゲート５ｆｌ
出力も「Ｌｏ」となり、ゲー）５ＢＯ出力も「Ｌｏ」と
なシ、補助リレー５３は付勢されず、リレーＩＭＰＣは
オフし、圧縮機１人は低速回転となる。

この時点で”ＩＮＶＥＲＴ−ＥＲ”ゲー）５Ｂｉ１出力
はｒＨｉＪとなり、タイマ５ＢＴｒ２をトリガし、タイ
マ５ＢＴ２出力は△ＴだけｒＨｉＪを出力し５時刻ｔａ
ｒＬｏＪ出力となる。

時刻ｔ４で、Ｔ ２ ＞ Ｔ ｒ ２となると、サーモ
スタット２Ｔは再びオンし、ゲー）５Ａ、５ＢＡタイマ
５ＢＴ１．ゲート５ＢＯの各出力は「ＨｉＪとなシ。

再びリレー５３がオンし、リレーＩＭＰＣがオンし、圧
縮機１人は高速回転となる。

時刻ｔ、でＴ３＜’ｒ ｒ １とな虱サーモスタット３
Ｔはオフし、ゲ−）５Ａ、５ＢＡ出力は「Ｌｏ」となる
。

然るに、時刻ｔ４以降△ｔが未だ経過していないのでタ
イマ５ＢＴ１出力は時刻ｔ６まではｒＨｉＪを維持した
めにゲー）５ＢＯ出力はｒＨｉＪを維持し、圧縮機１Ａ
は高速回転を維持する。

時刻ｔ４にて△ｔが経過したので、タイマ５ＢＴ１出力
は「Ｌｏ」となシ、ゲー）５ＢＯ出力も「Ｌｏ」となシ
、圧縮機１Ａは低速回転に切換る。

これによりタイマ５ＢＴ２がトリガされ、△を時間ｒＨ
ｉＪ出力を維持する。

時刻ｔ７で、 Ｔ ３ ＞ Ｔ ｒ ２となり、サーモ
スタット３Ｔが再びオンし、ゲー）５Ａ出力はｒＨｉＪ
となるが、タイマ５ＢＴ２出力がまだｒＨｉＪなので、
ゲー）５Ｂｉ２出力は「Ｌｏ」だから、ゲート５ＢＡ出
力は「Ｌｏ」のままで、ゲート５ＢＯ出力が「Ｌｏ」を
保持し、圧縮機１Ｎは低速回転を維持する。

時刻ｔ８でＴ２＜Ｔｒ、となシ、サーモスタツ）２Ｔは
オフし、ゲート５入出力も再びｒＬｏ、Ｊとなる。

時刻ｔ、で、ｔ６ より△ｔが経過し、タイマ５ＢＴ２
出力は「Ｌｏ」となる。

時刻ｔｌＯではＴ ３ ＜ Ｔ ｒ １、となシ、サー
モスタット３Ｔ４オフするので、圧縮機１Ａは停止する
。

上述したように、時刻ｔ５では、−空間冷房となシ、極
数制御回路５Ａは「Ｌｏ」となり、低速回転の極数信号
を出力するが、タイマ手段５Ｂは、高速回転の極数制御
信号信号を出力した時刻ｔ４よシ所定時間△ｔが経過し
ているので、△ｔが経過するまでの時刻ｔ６まで高速回
転の極数制御信号ｒＨｉＪを出力し続け、時刻ｔ６で低
速回転の極数制御信号「Ｌｏ」を出力する。

また時刻ｔ７からｔ８ も同様の動作を行なう。

タイマ５ＢＴ１゜５ＢＴ２の所定時間が同−Ｃ△ｔ）で
ある場合、単位時間当りの最大切換回数は１／Ｘ１に比
例する。

すなわち、△ｔを適当にセットしておけば、空気調和機
に許容し得る極数切換回数以下に常に保つことができる
のである。

以上の説明では、冷房運転している室内ユニットの台数
に応じて、極数切換えを行なう制御装置に関して行なっ
たカー極数決定方式にはその他空調空間の冷房負荷と冷
房能力との関係において定めるもの、冷凍サイクルの低
圧圧力によシ極数を決定するもの、また室内ユニットが
一台だけのものにあっては２ステージサーモによるもの
等、種種の実施例が周知である。

したがって、本発明の主旨たる極数決定後は同一極数を
保持するということに、極数決定方式は任意のものであ
ってよいのであｈｌこれらいずれの方式を用いてもよい
。

このようなものの具体例として、室内ユニツ） 一台の
場合について第６図にその構成を示す。

５０１はサーミスタ空間の温度を検出する。

５０２はボリュームで空間の設定温度をセットする。

サーミスタ５０１出力は増幅器５０３でマルチプレクサ
５０４に入力される。

マルチプレクサ５０４はマイクロコンピュータ５０６に
より制御され、増幅器５０３．出力又はボリューム５０
２出力のいずれか一方を選択して、Ｎ／Ｄコンバータ５
０５に入力する。

へ／Ｄコンバータはこのアナログ信号をデジタル信号に
変換し、マイクロコンピュータ５０６に入力する。

マイクロコンピュータ５０６は、検出空間温度と、設定
温度との差、およびまたは、空間温度の時間的変化割合
いなどを用いて、予めプログラムされたアルゴリズムに
より、極数の決定、圧縮機の運転停止を決定する。

このアルゴリズムには、本発明の主旨たる極数切換後一
定時間は同一極数を保持するという拘束条件が当然含ま
れている。

その決定により、マイクロコンピュータ５０６より出力
が出て、バッファ５０７を介してリレー５３、及びメイ
ンリレーＩＭＭ用補助リレー５７がドライブされる。

このような方式にあっては、第３図および第４図に示し
た構成のごときワイヤードロジック及びタイマハ全てマ
イクロコンピュータ５０６により実現されていて、回路
の簡素化を図ることができる。

以上詳述したように本発明によれば、単位時間当りの極
数切換回数が一定値以下に抑えられるから、従来の如く
切換回数の増大に伴なう圧縮機、リレー等の寿命が短縮
化するという不都合が解消され、空気調和機の寿命その
ものの寿命を従来に比し、長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は空気調和機の構成例、第２図は空気調和機の従
来の電気系統図、第３図は本発明の実施例における空気
調和機の制御装置の構成図、第４図は同上の制御装置に
用いるタイマ回路図、第５図イ１０、ハ、二、ホ、へ、
ト、チ、りは第３図の装置の動作タイミングのチャート
図、第６図は本発明の他の実施例における制御装置の構
成図である。 １・・・・・・室外ユニット、２，３・・・・・・室内
ユニット、１Ａ・・・・・・極数可変圧縮機、５Ａ・・
・・・・極数制御回路、５Ｂ・・・・・・タイマ手段、
５・・・・・・制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 極数可変圧縮機１Ｎを具備した一台の室外ユニット
   １と、一台又は複数台の室内ユニット２゜３と、空調空
   間の温度、室内ユニット運転台数等の空調負荷に応じて
   該圧縮機の極数を決定し極数信号を出力する極数制御回
   路５Ａと前記極数信号出力時点から所定の時間内に前記
   極数信号が変化しても、前記極数信号出力時点の極数信
   号を極数制御信号として出力するタイマ手段５Ｂを備え
   た制御装置５からなる空気調和機。