JPS60181535A - 能力調整を可能とした空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は空気調和装置、詳しくは、ファンを付設し、暖
房時凝縮器となる熱交換器と、容量を段階的に制御しう
る容量制御手段を備え、がっ、高圧圧力開閉器を備えた
圧縮機とをもち、能力調整を可能とした空気調和装置に
関する。

（従　米　技　術） 本出願人は以上の如く構成する空気調和装置に関し、先
に特許出願をしている（特願昭５８−６０４５４号）。

この先出願に係る空気調和装置の冷凍能力の制御は前記
ファンからの吹出空気温度を基に行うようになっており
、このものは第８図に模式的に示すように、前記ファン
（図示せず）の吹田空気温度を設定する設定手段（５０
）と、同吹田空気温度を検出する検出手段（５１）とを
設けると共に、これら手段（５０）、（５１）の出力を
基に検出温度と設定温度とを比較する判定手段（５２）
と、該判定手段（５２）の出力を基に所定時間（例えば
８分間）毎に容量制御手段をもつ前記圧縮機（図示せず
）の容量段階を調節する能力制御指令手段（５８）とを
設け、暖房運転時、この能力制御指令手段（５８）の前
記所定時間毎の出力により前記空気調和装置の能力を調
節し、前記吹田空気温度を前記設定温度に保持するよう
に成していた。

ところが、斯く構成するものは、第８図、第８図を参照
しながら説明すると、暖房運転時、被空気調和室（２０
）の負荷の急激な減少により、前記空気調和装置の吹出
側に接続される吹田ダクト（１９）の各被空気調和室（
２０）の各ダンパー（Ｓ！１）が同時に閉鎖された場合
等、前記ファンの吹田空気量が激減された時には前記圧
縮機の吐出圧力が上昇すると共に、吹田空気温度が急上
昇する事態が生じるにもかかわらず、前記能力制御指令
手段（５８）が周期的に出力する次の出力時までの間は
、前記圧縮機の容量段階を減少させることができないの
であり、このため、前記能力制御指令手段（５８）の出
力により前記圧縮機の容量段階が減少させられる前に、
前記圧縮機の吐出圧力が該圧縮機に備える高圧圧力開閉
器（図示せず）の設定圧力より高くなって、該圧縮機が
停止されてしまう場合があった。

この結果、前記圧縮機の発停傾度が増し、該圧縮機の耐
久性を損うばかりでなく、吹出空気温度の安定した制御
が行えない問題があったのである。

（発明の目的） 本発明の目的は、前記判定手段とは別に、吹田空気温度
を基に吐出圧力が極めて急激に上昇して、不都合な領域
の高圧になったことを判定する判定手段を設け、該判定
手段の出力により該出力と同時に冷凍能力を強制的に減
少させるように成すことにより、前記高圧圧力開閉器の
作動による圧縮機の停止頭皮を減少させ、前記圧縮機の
耐久性を向上させると共に、吹田空気温度の安定した制
御が行えるように成す点にある。

（発明の構成） 本発明の構成は、ファンを付設し暖房時凝縮器となる熱
交換器と、容量を段階的に制御しうる容量制御手段を備
え、かつ、高圧圧力開閉器を備えた圧縮機とをもつ空気
調和装置において、吹田空気温度を検出する検出手段と
、吹出空気温度の設定温度を設定する第１設定手段と、
前記検出手段と前記第１設定手段との各出力を基に検出
温度と設定温度とを比較する第１判定手段と、前記第１
設定手段により設定する設定温度より高く、かつ、前記
高圧圧力開閉器の設定圧力に対応する吹出空気温度より
低い判定基準温度を設定する第２設定手段と、この第２
棹定手段と前ε検出手段との出力を基に検出温度が判定
基準温度に達したことを判定する第２判定手段と、前記
第１判定手段の圧力に基づき所定時間周期毎に前記圧Ｎ
１ｍの容量段階を調節すると共に、第２判定手段の出力
により該出力と同時に前記圧＆ｔｍの容量段階を能力減
少側に調節する能力制御指令手段とを設け、暖房運転時
吹田空気温度が急減に上昇して、前記判定基準温度に達
した場合には、前記能力制御指令手段が、前記第１判定
手段の出力に基づく周期的な出力をまたずとも別に設け
た前記第２判定手段の即時応答出力を基に、前ε圧縮機
の容量段階を能力減少側に直ちに調節して冷凍能力を減
少させ、吹田空気温度および前記圧Ｉ！機の吐出圧力の
上昇を抑制できるように成したのである。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

先ず、本実施例の空気調和装置の構造を第２．８図に基
づいて概略説明する。

第２．８図において、（１）は室内ユニットで、ＣＩＡ
）、（ＩＢ）は前記室内ユニット（１）に接続する２台
の室外ユニットである。前記室内ユニツ）（Ｉ）を詳記
すると、該ユニツ）（１）は独立し７’ｃ２系統の第１
．第２冷媒回路（２）、（８）に各々介装される第１．
第２圧縮機（４）、（５）と第１．第２熱交換器（６）
、（７）およびファン（８）を内装している。

また、前記第１．第２圧縮機（４）、（５）はアンロー
ダ機構（図示せず）と該機構を操作する電磁三方弁（９
）、（１０）とをもつ容量制御手段を備えるもので、詳
しくは、図示していないが８気筒を備え、そのうちの−
気筒に電磁三方弁（９）、（１０）を接続するアンロー
ダ機構（図示せず）を設け、該アンローダ機構に、前記
三方弁（９）、（１０）を操作して高低圧を選択的に作
用させることにより全容量運転と、全容量に対し６７％
の部分容量運転と−が行える如く成している。従って、
ＩＪｌ、第２圧縮機（４）、（５）を各別に容量制御、
又は発停制御することによって、該圧縮機（４）、（５
）のトータルの容量段階、従って前記空気調和装置の冷
凍能力を第１表に示す如く５段階に調節できるようにし
ている。

第　１　表 尚、第２図中、（１１）、（１１）はそれぞれ室外ユニ
ツ）（ＩＡ）、（ＩＢ）に内装される熱交換器、（１Ｂ
）、（ｊ８）は四路切換弁、（１４）、（１４）ｉｔ暖
房用の膨張機構、（１５）、（１５）は冷房用の膨張機
構、（１６）、（１６）は逆止弁、（１７）、（１７）
は受液器、（１ｇ）、（１８）はアキュムレータである
。そして前記四路切換弁（１８）の切換操作により前記
２系統の冷媒回路（２）、（８）罠実線矢印で示す暖房
サイクルと、破線矢印で示す冷房サイクルとを形成でき
るようにしている。

又、第８図において（１９）は複数の被空気調和室（２
０）、（２０）に前記ファン（８）の吹田空気を送るダ
ク）、（２１）は前記被空気調和室（２０）、（２０）
の吹出口に設けるダンパーで、室内負荷により開度が調
節されるように成している。更に、（２２）は前記ファ
ン（８）の吹田空気温度を検出する検出手段で、該検出
手段（２２）の検出温度を基に後記する制御系（Ｘ’）
を作用させて冷凍能力を第１表に示した各ステップに調
節し、吹田空気温度を一定に制御する如く成している。

以上の如く構成する空気調和装置において、暖房運転時
の吹田空気温度を制御すべく第１図にグロック示する如
く前記制御系（Ｘ）を構成するのである。しかしてこの
制御系（Ｘ）は前記した吹出空気温度を検出する検出手
段（２２）を制御入力部とするのであって、以下この制
御系（Ｘ）の基本構成を説明すると、 ａ）吹出空気温度の設定温度（ｔｏ）を設定する第１設
定手段（２８）と、 ｂ）前記検出手段（２２）と第１設定手段（２８）との
各出力を基に吹田空気の検出温度（１）と前記設定温度
（ｔ、）とを比較する第１判定手段（２４）と、 Ｃ）前記設定温度（ｔｏ）より高く、かつ、前記高圧圧
力開閉器（ＨＰＳ−１）、（ＨＰＳ−２）の設定圧力に
対応する吹田空気温度よりも低い判定基準温度（ｔ、）
を設定する設定手段（２７）とｄ）この第２設定手段（
２７）と前記検出手段（２２）との出力を基に前記検出
温度（１）が前　′肥料定基準温度（ｔ、）に達したこ
とを判定し出力する第２判定手段（２８）と、 ｅ）前記第１判定手段（２４）の出力に基づき、タイマ
ーの作用により所定時間毎に冷凍能力を！ステップ増減
またはそのままの状態に保持すべく前記各圧縮機（４）
、（５）の−量段階（冷凍能力のステップンを調節する
一方、検出温度（１）が判定基準温度（ｔｌ）に達して
前記第２判定手段（２８）が出力すると、この出力によ
り該出力と同時に冷凍能力を１ステツプ減少すべく前記
各圧縮機（４）、（５）の容量段階を能力減少側に調節
する能力制御指令手段（２５） とから成るものである。尚、以下、冷凍能力のステップ
を単に能力ステップという。

尚、本実施例においては、前記検出温度（ｔ）が判定基
準温度（ｔｌ）に達して前記第２判定手段（２８）が出
力した時に、それと同時に前記容量段階（能力ステップ
）を判定し、現能カステップから、能力ステップを一段
減少させると、前記圧縮機（４）、（５）の少なくとも
一方が停止する場合には、前記能力制御指令手段（２５
）に、その時の前記圧縮１ａ（４）、（５）の容量段階
（能力ステップ）を保持させる。換言すると、前記指令
手段（２５）が前記容量段階（能力ステップ）を減少す
べく出力するのを阻止する能力保持手段（２９）を設け
ている。具体的には前記第２判定手段（２８）が出力し
ても、その時の能力ステップが第１．第８ステツプであ
れば、その能力ステップを保持させる如く成している。

斯くする漉由は、ｍｌ、第８ステツプの状態において、
検出温度（１）が前記判定基準温度（１、）に達した場
合に、直ちに、前記圧縮機（４）、（５）の両方もしく
は一方が停止する第０．第２ステツプへと前記能力ステ
ップを１段減少させると、前者（第０ステツプへの移行
）については結局圧縮機（４）、（５）を全停すること
になるし、後者（第２ステツプへの移行）については第
２圧Ｉｆｊｄ後（５）を停止させると共に、第１圧ｌｋ
ｄ機（４）の方が１００　％容量となり、かつ停止側の
第２回路（８）の凝縮器（７）の余熱を受けることから
、この第１回路（２）の高圧が一層上昇することとなっ
て第１圧縮機（４）も停止することがあり、したがって
能力ステップ減少の意義が失われることとなるからであ
る。

第４図に示したものは、上記した制御系（Ｘ）を実施し
た電気回路図である。

第４図において、（８０）はタイマをもつマイクロコン
ピュータから成る制御器で、第１図に示し、前記した第
１．第２判定手段（２４）、（２８）、能力制御指令手
段（２５）、能力保持手段（２９）をプログラムによシ
組込んだものであるＯ また、前記制御器（８０）の入力側には吹出空気温度を
検出する前記検出手段（以下、検出器という）（２２）
、前記設定温度（ｔ０〕を設定する前記第１設定手段（
以下、第１設定器という）（２Ｂ）、前記判定基準温？
１＋）を設定する第２設定手段（以下、第２設定器とい
う）（２７）を接続している。

まだ、前記制御器（３０）の出力側には前記各圧縮機（
４）、（５）を構成する機器への出力を制御する容量制
御出力部（８５）を接続しておシ、該出力部（８５）は
前記アンローダ機構を操作する前記電磁三方弁（９）、
（１０）の各ソレノイド（Ｓ、）、（Ｓ、）、各圧縮機
（４）、（５）駆動用のモータ（ＣＭ、）、（Ｃに）の
発停制御用の開閉器（Ｃ，）　、　（Ｃ，）をもってい
る。

また、前記制御器（８ｏ）の入力側には前記した検出器
（２２）、第１．第２設定器（２８）、（２７）以外に
、前記各高圧圧力開閉器（ＨＰＳ−１）、（ＨＰＳ−２
）　、および冷暖房用の各運転スイ’；／ｆ　（ＰＢＳ
−１）　、　（ＰＢＳ−２）　ヲ接続しテいる。又、（
Ｃ，）は室内側のファン（８）のモータ（ＦＭ）の発停
制御用の開閉器である。

而して、第５図に示したものは、前記制御器゛（８０）
に用いた暖房運転に関するブロクリムを示すフローチャ
ートでアシ、このフローチャートに基づき前記空き調和
装置の暖房運転時の作用を説明する。

尚、暖房運転時、前記設定温度（ｔ。）を４０　℃、前
記判定基準温度（１，）を４１．５℃として、前記検出
温度（【）と設定温度（ｔ６）との温度差（、ｎｔ＝ｔ
−ｔ、）に応じてこの温度差（Δｔ）を下記する４つの
領域に区分し、下記領域Ｂを吹田空気温度の制御域とし
ている。（第７図参照）Ａ領域・・−・・・・　ｊｔ　
−＜　−４，５℃Ｂ領域・・−・−・・　−４，５℃く
Δｔｚｏ℃Ｃ領域・・・・・・・　０℃〈ｊｔ　＜　１
．５℃Ｄ領域・・−・−・・　１．５℃２Δｔまた、前
記容量制御出力部（８５）の出力状態と冷凍能力のステ
ップ（＃配圧縮機（４）、（５）の前記容量段階）との
関係は第２表に示す通りである。

第　２　表 尚、各開閉器（Ｃ，）、（Ｃ，）において、ＯＮは励磁
状態で、該開閉器（Ｃ，）、（ら）の接点が閉成して各
モータ（Ｃｇ）、（ＣＭ、）が駆動していることを示し
、ＯＦＦはその逆で前記各モータ（ＣＭ、）　、　（Ｃ
Ｍ、）が停止していることを示している。又、電磁三方
弁（９）、（１０）において、ＯＮ、ＯＦＦはそれぞれ
前記各圧縮機（４）、（５）の部分容量運転、全容量運
転に対応している而して、暖房用の運転スイッチ（ＰＢ
Ｓ−２）を閉成して運転を開始すると、開閉器（Ｃ１）
の接点が閉成されて、室内側のファン（８）のモータ（
ＦＭ）が駆動し、これと同時に前記タイマが始動し、８
分周期で発令する。そして、運転開始時の冷凍能力のス
テップを予め設定しておくことにより、前記圧ｌｆＭ機
（４）、（５）のモータ（ＭＣ。

）、（Ｍら）および室外側のファン（Ｆ）、ＣＦ）のモ
ータ（図示せず）が駆動して暖房運転が開始される。

そして、前記タイマの始動（発＋）から８分経過したか
否かにより 〔工］　８分経過するまでの間は、前記検出温度（ｔ）
と設定温度（ｔ、）との温度差（ｊｔ）が領域Ｃから領
域りへと移行したか否かを判定し、ａ）温度差（ｊｔ）
が領域Ｃから領域りに移行したのであれば、その時の前
記各圧縮機（４）、（５）の容量段階（能力ステップ）
を判定し、現ステップが第１．第８ステツプでなければ
、前記容量段階を１段冷凍能力減少側に調節すべく前記
容量制御出力部（８５）に出力するのである。また、現
ステップが第１、第８ステツプであればそのステップを
保持させるのである。また、 ｂ）温度差（ｊｔ）が領域Ｃから領域りに移行しなけれ
ば、その場合もステップを現ステップに保持させるので
ある。一方、 （４）　前記タイマの発令から８分経過すると、該タイ
マの発令と同時に前記検出温度（１）と設定温度（ｔゆ
）との温度差（ｊｔ）の領域に応じて、冷凍能力を増減
または保持させて吹出温度を一定制御すべく前記容量制
御出力部（８５）に対し、 ａ）温度差（ｊｔ）が領域Ａであれば、前記容量段階（
能力ステップ）′を１段高い能力増加ステップに移行さ
せるべく出力し、 ｂ）温度差（ｊｔ）が＠［Ｂであれば、前記容量段階（
能力ステップ）を保持すべく出力しＣ）温度差（Δ【）
が領域Ｃもしくは領域りであれば、前記容量段階（能力
ステップ）を一段低い能力減少ステップに移行させるべ
く出力するのである。

以上の如く、前記圧縮機（ａ）、（５）の容量段階（能
力ステップ）を８分間周期で調節しながら、検出温度（
１）が判定基準温度（【１）に達した時のみ、その時の
能力ステップが第１．第３ステツプでないかぎり随時Ｍ
ｆ前記容量段階（能力ステップ）を能力減少側に移行調
節できるのであるから、この第１．第８ステツプ以外の
場合は、８分周期の調節の周期間に吹田空気温度が上昇
しすぎて前記高圧圧力開閉器（ＨＰＳ−１）、（ＨＰＳ
−２）が働き前記圧１ａ後（４）、（５）が停止するよ
うな事態の発生を極力回避でき、この結果、全体に前記
圧縮機（４）、（５）の停止頻度を従来に比し少なくで
きるのである。

尚、上記実施例においては第１．第２判定手段（２４）
、（２８）もプログラミングして前記制御器（８０）に
組込む如くしたが、第６図に示すように、これら第１．
第２判定手段（２４）。

（２８）を多段サーモスタットから成る比較器（４０）
により構成し、該比較器（４０）の入力側に前記検出器
（２２）、第１．第２設定器（２８）、（２７）を接続
する一方、出力側をコンピュータから成り、前記能力制
御指令手段（２５）、能力保持手段（２９）を組込んだ
制御器（４１）に接続する如く成してもよ−。

この場合、前記比較器（４０）と制御器（４１）とは８
木の出力線（４２）、（４Ｂ）、（４４）で接続するの
であって、前記比較器（４０）が、検出温度（１）と設
定温度（ｔ。゛）との温度差（Δｔ）の前記領域（Ａ−
Ｄ）に応じて、前記各出力線（４２）、（４Ｂ）、（４
４）を介したぞれぞれ０Ｎ−ＯＦＦ信号の組合せにより
、第７図および第３表に示す如く４種の信号を出方する
如く成してｉる。そしてこの４種の信号に基づき前記制
御器（４１）が前記実施例と同様に前記圧縮機（４）、
（５）の容量段階（能力ステップ）を調節する如く成し
ているのである。

第　３　表 （発明の幼果） 以上の如く、本発明は、第１判定手段（２４）とは別に
、検出温度（１）を基に吐出ガス圧力が極めて急激に上
昇して不都合な領域の高圧になったことを検知する第２
判定手段（２８）を設け、前記能力制御指令手段（２５
）が、第１判定手段（２４）の出力を基に所定周期毎に
冷凍能力のステップを調節するのとは別に、前記検出温
度（ｔ）が前記判定基準温度（ｔ、）に達すると前記第
２判定手段（２８）の出力によシ直ちに冷凍能力のステ
ップ、即ち前ε圧縮機（４）　、　’（５）の容量段階
を低能力側に減少させるようにしたから、従来に比し、
暖房運転時、高圧圧力開閉器（ＨＰＳ−１）、（ＨＰＳ
−２）が動ｆｌて１ｆｌＥ圧Ｍ＊（４）、（５）が停止
する頻度を減少でき、この結果、前ε圧縮機（４）、（
５）の耐久性を向上させられるばかりでなく、前記圧縮
機（４）、（５）の不要な停止により吹田空気温度が急
激に低下することも少なくできるので、吹田空気温度を
よ多安定して制御できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の制御系を示すグロック図、
第２図は同実施例の冷媒回路図、第８図は同実施例の構
造説明図、第４図は同実施例の電気回路図、第５図は同
実施例の暖房運転時における能力制御を示す７０−チャ
ート、第６図は他の実施例を示す電気回路図、第７図は
同、４亀の実施例の比較器出力状態を説明する説明図、
第８図は従来例の説明図である。 （４）、（５）・・・第１．第２圧Ｍ機（６）、（７）
・・・第１．第２熱交換器（８）・・・・・・・・・・
・・・・・ファン（２２）・・・・・・・・・・・・検
出器（検出手段）（２８）・・・・・・・・・・・・第
１設定器（第１設定手段）（２４）・・・・・・・・・
・・・第１判定手段（２５）・・・・・・・・・・・・
能力制御指令手段（２７）・・・・・・・・・・・・第
２設定器（第２設定手段）（２８）・・・・・・・・・
・・・第２判定手段代理人　弁理士　津　１）直　久 第４図 第５図 第７図 （桟止、３龜／１（ｔ）ノ 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １１）　ファン（８）を付設し暖房時凝縮器となる熱交
   換器（６）、（７）と、容量を段階的に制御しうる容量
   制御手段を備え、かつ、高圧圧力開閉器（ＨＰＳ−１）
   、（ＨＰＳ−２）を備えた圧縮機（４）、（５）とをも
   つ空気調和装置において、吹田空気温度を検出する検出
   手段（２２）と、吹田空気温度の設定温度を設定する第
   １設定手段（２８）と、前記検出手段（２２）と前記第
   １設定手段（２８）との各出力を基に検出温度と設定温
   度とを比較する第１判定手段（２４）と、前記第１設定
   手段（２８）により設定する設定温度より高く、かつ、
   前記高圧圧力開閉器（ＨＰＳ−１）、（ＨＰＳ−２）の
   設定圧力に対応する吹田空気温度より低い判定基準温度
   を設定する第２設定手段（２７）と、この第２設定手段
   （２７）と前記検出手段（２２）との出力を基に検出温
   度が判定基準温度に達したことを判定する第２判定手段
   （２８）と、前記第１判定手段（２４）の出力に基づき
   所定時間周期毎に前記圧縮機（４）、（５）の容量段階
   を調節すると共に、第２畢Ｊ定手段（２８）の出方によ
   シ該出力と同時に前ε圧縮機（４）、（５）の容量段階
   を能力減少側に調節する能力制御指令手段（２５）とを
   設けたことを特徴とする空気調和装置。