JPS608582Y2

JPS608582Y2 - 空気調和装置

Info

Publication number: JPS608582Y2
Application number: JP1980128110U
Authority: JP
Inventors: 裕行直田; 隆夫中本
Original assignee: ダイキン工業株式会社
Priority date: 1980-09-08
Filing date: 1980-09-08
Publication date: 1985-03-27
Also published as: JPS5750637U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は空気調和装置、詳しくは、室内負荷を検出する
２段温度検出器の作動により、圧縮機の容量を、高負荷
時には１０６％の高容量と中容量とに、また低負荷時に
は中容量と低容量とに切換制御すべくした空気調和装置
に関する。

従来、例えば暖房運転時、以上の如く容量制御を行なう
ようにしたヒートポンプ式チラーなどの空気調和装置を
中間期成いは中間期でなくとも室内負荷が急激に低下し
た場合のごとく、室内負荷が低いときに運転する場合、
容量制御は高容量（１００％）と中容量（５０％）との
２段階で行なわれることになり、その結果、圧縮機の発
停回数が多くなって該圧縮機や発停制御部品の寿命を短
かくしたり、また圧縮機の吸入、吐出冷媒の圧力、温度
が正常値から逸脱して圧縮機モータを焼損させ、むやみ
に安全装置が作動することとなる問題があり、全体に信
頼性が低かったのである。

しかも、前記した低負荷時の運転は、前記圧縮機の発停
回数が増大することと、中間容量での運転時間が短かく
なるため、消費電力に対する能力の比が、高負荷時にく
らべて低下し、年間エネルギ効率比（ＳＥＥＲ）、詳し
くは、年間消費電力に対する年間能力の比が低くなる問
題があった。

しかして本考案は以上の問題を解決すべく考案したもの
で、目的とする所は、中間期など室内負荷が特に低い場
合でも、高負荷の場合と同様に圧縮機の発停回数少なく
運転できると共に、消費動力に対する能力比（ＥＥＲ）
の高い中間容量での運転時間を長くでき、年間エネルギ
効率比を向上できる信頼性高く経済的に有利な空気調和
装置を提供する点にある。

即ち、本考案は、圧縮機発停用検出器と圧縮機容量制御
用検出器とを有する２段温度検出器の前記圧縮機発停用
検出器に、圧縮機発停指令用回路を直列に接続する一方
、この圧縮機発停指令用回路に並列に圧縮機の容量を１
００％の高容量より中容量に制御する第１制御器を接続
して第１制御回路を形成すると共に、前記圧縮機容量制
御用検出器に、前記第１制御器と前記圧縮機の容量を中
容量より低容量に制御する第２制御器とを並列に接続し
て第２制御回路を形威し、前記第１制御回路及び第２制
御回路に、小負荷時には、前記第１制御器と前記圧縮機
発停用検出器とを連絡し、かつ、該第１制御器と前記圧
縮機容量制御用検出器とを遮断し、また、前記第２制御
器と前記圧縮機容量制御用検出器とを連絡する一方、大
負荷時には、前記第１制御器と前記圧縮機発停用検出器
とを遮断し、かつ、該第１制御器と前記圧縮機容量制御
用検出器とを連絡し、また、前記第２制御器と前記圧縮
機容量制御用検出器とを遮断させるように切換える切換
装置を介設したのである。

かくして、小負荷時に、前記切換装置により、前記第１
制御器を前記圧縮機発停用検出器とのみ連絡すると共に
、前記第２制御器と前記圧縮機容量制御用検出器とを連
絡することによって、前記各検出器の出力信号に基づい
て、前記圧縮機の容量を中容量または低容量とするか、
もしくは、停止するかの制御が行えるのであり、この結
果、該小負荷時における前記圧縮機の発停回数を従来に
比し著しく減少できるのである。

しかも、大負荷時には従来と同様に、前記切換装置によ
り、前記第１制御器を前記圧縮機容量制御用検出器にの
み連絡すると共に、前記第２制御器と前記圧縮機容量制
御器とを遮断することによって、前記各検出器の出力信
号に基づいて、前記圧縮機の容量を大容量または中容量
とするか、もしくは停止するかの制御が行えるのである
。

以下、本考案空気調和装置の実施例を図面に基づいて説
明する。

第１図に示したものはヒートポンプ式チラーなどの空気
調和装置であって、第１図において、１は圧縮機、２は
該圧縮機１のモータで、圧縮機１には四路切換弁Ａが接
続されると共に、該四路切換弁Ａには、ファンＧを有す
る熱源側熱交換器Ｂ１逆止弁Ｃを並列接続した暖房用膨
張機構Ｄ１逆止弁Ｅを並列接続した冷房用膨張機構Ｆ１
利用側氷熱交換器Ｈがそれぞれ冷媒配管■により連結さ
れ、四路切換弁Ａの切換えにより冷水または温水を生威
し、冷暖房運転を行なうごとくしている。

なお、Ｌはファンコイル、Ｊは冷温水復管、Ｋは冷温水
往管である。

しかして、前記圧縮機１は、四気筒をもった往復式のも
のを用いて、囲気筒中、二気筒の吸入路に通電閉形の電
磁弁から成る第１制御器４を設けると共に、残り二気筒
中、−気筒の吸入路に通電閉形の電磁弁から戊る第２制
御器５を設けて、圧縮機１の容量を、第１、第２制御器
４，５をともに開くことにより１００％の高容量に、ま
た、第１制御器４のみ閉じることにより前記高容量の５
０％の中容量に、さらに第１、第２制御器４，５をとも
に閉じることにより前記中容量の５０％換言すると前記
高容量の２５％の低容量に、また、前記モータ２の停止
により０％の零容量にそれぞれ容量制御すべく威すであ
る。

次に、以上のごとく圧縮機１を第１、第２制御器４，５
の作動により容量制御する電気回路を第２図により説明
する。

即ち、第２図において、Ｒ９Ｓ、Ｔは３相の電源線路で
、該電源線路Ｒ，Ｓ、Ｔに、電磁開閉器６の常開接点６
ａを介して圧縮機１のモータ２における３相巻線の一端
を接続して、他端にＹ結線用電磁接触器７の常開接点７
ａ及びΔ結線用電磁接触器８の常開接点８ａをもった前
記３相巻線のＹ−Δ切換回路を接続すると共に、前記フ
ァンＧのモータ３を電磁開閉器９の常開接点９ａを介し
て接続する。

そして、前記電源線路Ｒ，８間に、停止用押釦スイッチ
（以下停止スイッチという）１０と運転用押釦スイッチ
（以下運転スイッチという）１１とリレー１２とを直列
に接続すると共に、運転スイッチ１１にリレー１２の自
己保持端子を並列に接続して、前記両スイッチ１０．１
１の接続線間を冷暖切換スイッチ１３の暖房側端子に接
続すると共に、該スイッチ１３の共通端子と電源線路Ｓ
との間にリレー１４．１５を並列に接続する。

しかして、前記冷暖切換スイッチ１３の暖房側端子にリ
レー１２の常開端子を介して線路Ｒ□を引出し、該線路
Ｒ１と電源線路Ｓとの間に、室内負荷を検出する２段温
度検出器１６、前記電磁開閉器９、第１及び第２切換ス
イッチ１Ｂ、１９、前記第１及び第２制御器４，５を接
続するのである。

尚、前記電磁開閉器９は、後記する前記圧縮機発停回路
Ｗに発停制御指令を出力するもので、本考案における圧
縮機発停指令用回路を構成するものである。

前記２段温度検出器１６は、室内負荷すなわち、温水復
管Ｊの水の温度を検出する低温側検出器２０と、高温側
検出器２１とから戊り、該雨検出器２０．２１にはそれ
ぞれ共通端子Ｃと高温側端子りと低温側端子１とを具備
させて、雨検出器２０．２１により冷房時及び暖房時に
おいて、それぞれに対応した水の温度を検出させ、共通
端子Ｃと高、低温側端子り、１との切換動作を行な
わせるものである。

尚、暖房時においては、前記低温側検出器２０が本考案
における圧縮機容量制御用検出器として作用しており、
前記高温側検出器２１が同様に圧縮機発停用検出器とし
て作用している。

また、前記第１及び第２切換スイッチ１８，１９は、共
通端子Ｃと２つの切換端子ａ、ｂとを具備し、切換操
作により、高負荷時には共通端子Ｃと切換端子ａとを連
通させ、中間期などの低負荷時には共通端子Ｃと切換端
子すとを連通させるようにしたものである。

そして、前記２段温度検出器１６の雨検出器２０．２１
の共通端子Ｃｏｃを前記引出線路Ｒ工に接続し、低温
側検出器２０の高温側端子りを、前記リレー１４の第１
常閉端子２２と第１常開端子２３とに、また、高温側検
出器２１の低温側端子Ｉを、前記リレー１４の第２常閉
端子２４と第２常開端子２５とにそれぞれ接続する。

また、前記リレー１４の第１常閉端子２２と第２常開端
子２５とにそれぞれ接続する。

また、前記リレー１４の第１常閉端子２２と第２常開端
子２５とを、前記電磁開閉器９を介して電源線路Ｓに接
続すると共に、この接続回路に第１切換スイツチ１８の
共通端子Ｃを接続して、該スイッチ１８の切換端子すと
電源線路Ｓとの間に前記リレー１５の常開端子１５ａと
第１制御器４とを直列に接続する。

また、前記リレー１４の第１常開端子２３と第２常閉端
子２４とは、前記運転スイッチ１１投入後一定時間例え
ば５秒後に作動されるリレー２６の常開端子２６ａに直
列に接続し、この接続回路に第２切換スイツチ１９の共
通端子Ｃと切換端子ａ及び前記リレー１５の常閉端子１
５ｂとの並列回路とを直列に接続し、更に、この接続回
路に、電源線路Ｓに接続した第１制御器４を接続するの
であり、また、前記第２切換スイツチ１９の切換端子す
は、前記リレー１５の常開端子１５ｅを介して電源線路
Ｓに接続した第２制御器５を接続するのである。

また、以上のごとく電源線路Ｓに接続した前記第１．第
２制御器４，５は、電源線路Ｒに前記リレー２６の常閉
端子２６ｂ、２６ｃを介してそれぞれ接続して、運転ス
ィッチ１１投入後５秒間は必らず両制御器４，５を励磁
して圧縮機１を２５％の低容量で起動すべくしている。

以上の構成において、前記第１、第２切換スイッチ１８
．１９が本考案における切換装置、即ち、小負荷時には
、前記第１制御器４と前記高温側検出器２１とを連絡し
、かつ、該第１制御器４と前記低温側検出器２０とを遮
断し、また、前記第２制御器５と前記低温側検出器２０
とを連絡する一方、大負荷時には、前記第１制御器４と
前記高温側検出器２１とを遮断し、かつ、該第１制御器
４と前記低温用検出器２０とを連絡し、また、前記第２
制御器５と前記低温側検出器２０とを遮断させるように
切換える切換装置を構成している。

更に、第２図に示すごとく、前記低温側検出器２０と前
記第１制御器４とを連絡する直列回路が第１制御回路Ｙ
を構成し、また、前記第１制御器４と第２制御器５との
並列回路と前記高温側検出器２１とを連絡する直列回路
が第２制御回路２を構成している。

そして、前記第２図から明らかなように前記切換装置は
前記第１、第２制御回路Ｙ、Ｚに介設されているので
ある。

また、前記引出線路Ｒ１と電源線路Ｓとの間には、前記
電磁開閉器９の常開端子９ｂと次の３つの回路の並列回
路とを直列に接続して、前記圧縮機１を発停する前記圧
縮機発停回路Ｗを構成している。

先ず、３つの回路の１つは、設定時間を短時間例えば５
秒間に設定したタイマ２７と電磁接触器８の常閉端子８
ｂとの直列回路と、電磁開閉器６との並列回路と、電磁
開閉器６、電磁接触器７の各常開端子６ｂ、７ｂの並列
回路とを直列接続した回路であり、また、他の１つは、
電磁接触器７と前記リレー２６、タイマー２７の各常閉
端子２６ａｔ２７ａとの直列回路であり、さらに、他の
１つは前記リレー２６と電磁接触器７の常閉端子７ｃと
の直列回路と、電磁接触器８とリレー２６の常開端子２
６ｅとの直列回路とを並列接続した回路に、リレー２６
、タイマー２７の各常開端子２６ｆ、２７ｂの並列回路
を直列接続した回路である。

しかして以上の構成において、暖房運転を行なう場合、
冷暖切換スイッチ１３を暖房側に切換えると共に、暖房
負荷が犬なる時には前記第１及び第２切換スイッチ１８
．１９を高負荷側に切換操作して運転スイッチ１１をオ
ンする。

尚、前記冷暖切換スイッチ１３の前記切換えにより前記
リレー１４．１５が励磁され、前記リレー１４の各端子
２２〜２５は、第２図の位置から異なる位置に切換わる
のである。

ところで、斯く運転を開始する時、温水の温度が前記２
段温度検出器１６の低段温度より低い状態にある場合、
前記２段温度検出器１６の両検出器２０．２１は、とも
に共通端子Ｃと低温側端子１とが連結する状態となって
いる。

そのため、高温側検出器２１の低温側端子１がリレー１
４の、閉路する第２常開端子２５のみを介して電磁開閉
器９に連絡する。

しかるに、２段温度検出器１６は、第１．第２切換スイ
ツチ１８．１９の各切換端子すが開放されているため、
第１．第２制御器４，５に連絡されない状態になってお
り、かつ、低温側検出器２０の高温側端子りが開放され
ていると共に、該端子りは、リレー２６の常開端子２６
ａが開放されているため、該端子りの線路も第１制御器
４には連絡されない状態になっている。

斯くて、前記電磁開閉器９が作動し、前記電磁接触器７
ひいては電磁開閉器６が作動し、５秒経過後タイマー２
７が作動することにより電磁接触器７，８が切換動作し
て圧縮機１のモータ２がＹ−Δ起動されると共に、前記
第１、第２制御器４．５には、リレー２６の常閉接点２
６ｂ、２６Ｃのみを介して通電され圧縮機１は２５％の
低容量で起動され、５秒経過後リレー２６の作動により
、第１，２制御器４，５は非通電状態にされ、圧縮機１
は１００％の高容量で運転される。

この運転時、低温側検出器２０から第１制御器４に至る
線路途中に設けたリレー２６の常開端子２６ａは閉じて
いる。

以上のごとく、１００％の高容量で暖房運転を行なうこ
とにより、温水温度が上昇して前記低設定温度を越える
と、低温側検出器２０が作動して端子Ｃ，ｈが連絡して
第１制御器４に通電され圧縮機１は５０％の中容量で運
転されることとなる。

そして、斯く圧縮機１が中容量で運転されることにより
、温水温度が、低下して前記低設定温度（デイファレン
シアルを勘案した温度で以下該但し書は省略する）以下
になると、再び低温側検出器２０の高温端子りが開放さ
れ、第１制御器４が非通電されて圧縮機１が１００％の
高容量で運転される状態となるのであり、一方温水温度
が上昇して前記高設定温度を越えると、高温側検出器２
１が作動して端子ｃ、ｌが開放され、電磁開閉器９が非
通電となるので圧縮機１が停止され零容量の状態となる
。

そして、該零容量時温水温度が下降して前記高設定温度
以下になると、高温側検出器２１が作動して、低温側端
子１が通電され、圧縮機１が再び５０％の中容量で運転
されるのである。

要するに、圧縮機１は、１００％の高容量−５０％の中
容量−零容量の、大なる負荷に応じた温度制御範囲で切
換えられて運転されるのである。

次に、中間期（例えば１１月など）のごとく暖房負荷が
小さい時には、前記第１．第２切換スイッチ１８．１９
を、手動で低負荷側の端子Ｃ，ｂの連絡に切換えて運転
を行なうのである。

斯くのごとく運転を行なう時、温水温度が前記低設定温
度より低い場合、低温側検出器２０の端子ｃ、ｈ間は開
放されるため、該端子りに連絡する第２制御器５は非通
電となる一方、高温側検出器２１の端子Ｃ，１間は連絡
されるため、該端子１が、リレー１４における閉じた第
２常開端子２５から第１切換スイツチ１８の端子Ｃ，ｂ
、リレー１５の閉じた常閉端子１５ａを介して第１制御
器４に連絡され、該制御器４に通電されて圧縮機１は５
０％の中容量で運転される。

以上のごとく、圧縮機１を中容量で運転することにより
、温水温度が上昇して前記低設定温度を越えると、低温
側検出器２０が作動して端子間Ｃ，ｈを連絡させるため
、該端子りが、閉じた第１常開端子２３とリレー２６の
常開端子２６ａと、第２切換スイツチ１９の端子Ｃ，ｂ
及びリレー１５の閉じた常開端子１５ｃを介して第２制
御器５に連絡され、該制御器５にも通電されて圧縮機１
は２５％の低容量で運転される。

そして、斯く低容量運転を行なうとき、温水温度が下降
して前記低設定温度以下になると低温側検出器２０が作
動して端子Ｃｔｈ間が開放し第２制御器５が非通電と
なって第１制御器５のみ通電され、圧縮機１は５０％の
中容量で運転される状態となる。

一方、温水温度が上昇して前記高設定温度を越えると、
高温側検出器２１が作動して端子Ｃ，１間が開放し、電
磁開閉器９が非通電となって圧縮機１が停止され零容量
となるのである。

また、該零容量時温水温度が低下して高設定温度以下に
なると、高温側検出器２１が作動して端子ｃ、］が
連絡し、第１制御器４だけでなく第２制御器５も通電さ
れて、圧縮機１は２５％の低容量で運転される。

要するに、圧縮機１は、５０％の中容量−２５％の低容
量−零容量の、小なる負荷に応じた温度制御範囲で切換
えられて運転されるのである。

以上のごとく中間期など暖房負荷が特に小さい場合には
、第１．２切換スイッチ１８．１９の切換えにより、圧
縮機１を、５０％−２５％−０％の温度制御範囲で切換
運転するので、圧縮機１は常時中さい負荷に対応した容
量で高負荷時の運転の場合と同様、負荷とバランスよく
３段階に亘って容量制御された状態で暖房運転を行なえ
るのである。

次に、冷房運転を行なう場合には、冷暖切換スイッチ１
３を冷房側に切換えることにより、冷水温度が高温側検
出器２１の設定温度より高い場合には１００％運転、高
温側検出器２１の設定温度より低く、低温側検出器２０
の設定温度より高い場合には５０％運転がそれぞれなさ
れるのである。

尚、本実施例においては冷房時には前記第１切換スイツ
チ１８、第２切換スイツチ１９はともに不使用としたが
、これに代えて暖房運転時と同じく圧縮機１の容量制御
範囲を１００％−５０％−０％と５０％−２５％−０％
とに切換え可能となしてもよいことはいうまでもない。

以上のごとく負荷の大小に対応して圧縮機の容量制御範
囲を切換えるので、低負荷時の場合でも、圧縮機１及び
モータ２の発停回数を正常な回数に確実に減少でき、圧
縮機１及びモータ２は勿論、該両者を発停させるための
リレーなどの発停部品の寿命を長くできて信頼性を向上
できるのである。

尚、以上の説明では、圧縮機１は、囲気筒形のものを用
いたが、これに限るものでなく、要するに容量値を１０
０％の高容量と、中容量と、低容量とに制御しうる各種
のものを使用できる。

また、以上の説明では、空気調和装置としてヒートポン
プ式のものを用いたが、冷房専用のものにも適用できる
ことは云う迄もない。

また、以上の説明では、第１、第２切換スイッチ１８．
１９は手動操作タイプのものを用いたが、外気温度を検
出するサーモスタットなどの自動動作するタイプのもの
を用いることもできる。

以上の如く本考案は、圧縮機発停用検出器と圧縮機容量
制御用検出器とを有する２段温度検出器１６の前記圧縮
機発停用検出器に、圧縮機発停指令用回路（開閉器９）
を直列に接続する一方、この圧縮機発停指令用回路に並
列に圧縮機１の容量を１００％の高容量より中容量に制
御する第１制御器４を接続して第１制御回路Ｙを形成す
ると共に、前記圧縮機容量制御用検出器に、前記第１制
御器４と前記圧縮機１の容量を中容量より低容量に制御
する第２制御器５とを並列に接続して第２制御回路Ｚを
形成し、前記第１制御回路Ｙ及び第２制御回路Ｚに、小
負荷時には、前記第１制御器４と前記圧縮機発停用検出
器とを連絡し、かつ、該第１制御器４と前記圧縮機容量
制御用検出器とを遮断し、また、前記第２制御器５と前
記圧縮機容量制御用検出器とを連絡する一方、大負荷時
には、前記第１制御器４と前記圧縮機発停用検出器とを
遮断し、かつ、該第１制御器４と前記圧縮機容量制御用
検出器とを連絡し、また、前記第２制御器５と前記圧縮
機容量制御用検出器とを遮断させるように切換える切換
装置を介設して、該切換装置を、負荷の大小に応じて切
換え、圧縮機１の容量制御範囲を高容量−中容量一零容
量と、中容量−低容量一零容量とに切換えるようにした
のであるから、前記切換装置の切換えにより、負荷が大
きい時には、該負荷に応じた容量で圧縮機１によりバラ
ンスよく確実に暖房運転を行なえながら、中間期のごと
く負荷が小さい時には、常に該負荷に応じた容量で圧縮
機１によりバランスよく確実に暖房運転を行なえるので
ある。

従って、負荷が小さい場合でも、高負荷の場合と同様に
圧縮機１及びモータ２の発停回数を正常な値に確実に減
少させられ、その結果、圧縮機１及びモータ２はもとよ
り該両者の発停を行なわせるリレーなどの寿命を長くで
き、安全装置がむやみに作動することもなく、信頼性を
向上できるのである。

しかも以上の如く、圧縮機の発停回数を減少できると共
に、ＥＥＲが最大となる中容量の運転時間を長くできる
ので、年間を通じた消費電力に対する能力の比、即ち年
間エネルギ効率比（ＳＥＥＲ）を高い値にできるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す冷媒配管系統図、第２図
は電気回路図である。１・・・・・・圧縮機、４・・・・・・第１制御器、５
・・・・・・第２制御器、１６・・・・・・２段温度検
出器、２０・・・・・・低温側検出器、２１・・・・・
・高温側検出器、１８・・・・・・第１切換スイツチ、
１９・・・・・・第２切換スイツチ、Ｙ・・・・・・・
・・第１制御回路、２・・・・・・第２制御回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

圧縮機発停用検出器と圧縮機容量制御用検出器とを有す
る２段温度検出器１６の前記圧縮機発停用検出器に、圧
縮機発停指令用回路９を直列に接続する一方、この圧縮
機発停指令用回路９に並列に圧縮機１の容量を１００％
の高容量より中容量に制御する第１制御器４を接続して
第１制御回路Ｙを形成すると共に、前記圧縮機容量制御
用検出器に、前記第１制御器４と前記圧縮機１の容量を
中容量より低容量に制御する第２制御器５とを並列に接
続して第２制御回路２を形威し、前記第１制御回路Ｙ及
び第２制御回路２に、小負荷時には、前記第１制御器４
と前記圧縮機発停用検出器とを連絡し、かつ、該第１制
御器４と前記圧縮機容量制御用検出器とを遮断し、また
、前記第２制御器５と前記圧縮機容量制御用検出器とを
連絡する一方、大負荷時には、前記第１制御器４と前記
圧縮機発停用検出器とを遮断し、かつ、該第１制御器４
と前記圧縮機容量制御用検出器とを連絡し、また、前記
第２制御器５と前記圧縮機容量制御用検出器とを遮断さ
せるように切換える切換装置を介設したことを特徴とす
る空気調和装置。