JPS61122442A - 空気調和機 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、能力可変冷凍サイクルおよび能力固定冷凍
サイクルを備えた空気調和機に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、空気調和機にあっては、第６図に記すようにイ
ンバータ回路の出力により能力可変運転を行なう能力可
変冷凍サイクルと一定の能力で運転を行なう能力固定冷
凍サイクルとを備え、空調負荷に応じて能力可変冷凍サ
イクルの能力可変運転制御および能力固定冷凍サイクル
のオン、オフ運転制御を行なうようにしたものがある。

ところで、このような空気調和機においては、能力固定
冷凍サイクルの運転範囲をいかに設定するかが重要な問
題である。すなわち、能力固定冷凍サイクルの運転範囲
が適切でない場合、能力可変運転が狭くなり、空調負荷
に対する適切な能力対応が困難となってしまう。

そこで、能力固定冷凍サイクルの運転を能力可変冷凍サ
イクルの運転周波数に基づく一定の条件にてオン、オフ
制御し、これにより空調負荷が大きい場合には能力可変
冷凍サイクルと能力固定冷凍サイクルの同時運転、空調
負荷が小さくなってくると能力可変冷凍サイクルの連続
運転と能力固定冷凍サイクルのオン、オフ繰返し運転、
さらに空調負荷が小さくなると能力可変冷凍サイクルの
単独運転を行ない、一つの能力可変冷凍サイクルのみで
構成された空気調和機に比較して格段に広い能力可変範
囲（約３０％〜１００％）を得るようにしたものがある
。

しかしながら、この場合、室内送風量が一定であるため
、低能力運転時は相対的に室内送風量が大きくなり、吸
込空気濃度と吹出空気温度との差が小さくなるという欠
点があった。すなわち、冷房運転時には高めの吹出空気
温度となり、暖房運転時には低めの吹出空気温度となる
。

〔発明の目的〕

この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、低能力運転時の吹出空気温度
を最適な状態に維持することができ、これにより快適性
の向上を可能とし、ざらには省エネルギ効果の向上をも
可能とするすぐれた空気調和機を提供することにある。

′　　　　（発明の概要〕 この発明は、インバータ回路の出力により能力可変運転
を行なう能力可変冷凍サイクルと、一定の能力で運転を
行なう能力固定冷凍サイクルと、前記インバータ回路の
出力周波数を負荷に応じて制御する制御手段と、前記能
力固定冷凍サイクルの運転を前記能力可変冷凍サイクル
の運転周波数に基づく一定の条件にてオン、オフ制御す
る制御手段とを具備してなる空気調和機において、能力
固定冷凍サイクルの運転オフ時、室内送風機を低速度運
転せしめる制御手段を設けたものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第２図に示すように、回転数可変圧縮機１．四方弁２．
室外熱交換器３．暖房用膨張弁４と逆止弁５との並列体
、冷房用膨張弁６と逆止弁７との並列体、および室内熱
交換器８などが順次連通され、ヒートポンプ式の能力可
変冷凍サイクル（以下、可変サイクルと略称する）が構
成されている。

すなわち、冷房運転時は図示実線矢印の方向に冷媒が流
れて冷房サイクルが形成され、暖房運転時は四方弁２が
切換作動することにより図示破線矢印の方向に冷媒が流
れて暖房サイクルが形成されるようになっている。なお
、室外熱交換器３の近傍には室外送風機９が配設されて
いる。

また、圧縮機１１．四方弁１２．室外熱交換器１３、暖
房用膨張弁１４と逆止弁１５との並列体。

°　冷房用膨張弁１６と逆止弁１７との並列体、および
室内熱交換器１８などが順次連通され、ヒートポンプ式
の能力固定冷凍サイクル（以下、固定サイクルと略称す
る）が構成されている。すなわち、冷房運転時は図示実
線矢印の方向に冷媒が流れて冷房サイクルが形成され、
暖房運転時は四方弁１２が切換作動することにより図示
破線矢印の方向に冷媒が流れて暖房サイクルが形成され
るようになっている。なお、室外熱交換器１３の近傍に
は室外送ｍ機１９が配設されている。

そして、上記室内熱交換器８，１８の近傍には室内送Ｊ
ｉｉＮ２０が配設されており、少なくとも室内熱交換器
８．１８、室内送風１１２０、冷房用膨張弁６，１６、
および逆止弁７，１７などによって室内ユニット°Ａが
構成されている。さらに、少なくとも回転数可変圧縮機
１、四方弁２、室外熱交換器３、暖房用膨張弁４、およ
び逆止弁５などによって室外ユニットＢが構成されてい
る。また、圧縮機１１、四方弁１２、室外熱交換器１３
、暖房用膨張弁１４、および逆止弁１５などによって室
外ユニットＣが構成されている。

第３図は制御回路である。

室内ユニットＡは空白制御部であるところのマイクロコ
ンピュータ３０および運転操作部３１などを有している
。マイクロコンピュータ３ｏは、運転操作部３１の操作
および室＾温度センサ（図示しない）で検知される吸込
空気温度に応じた運転制御指令を、シリアル信号ライン
６１によって室外ユニットＣの制御部たとえばマイクロ
コンピュータ５０に供給するとともに、そのマイクロコ
ンピュータ５０からシリアル信号ライン６２を介して室
外ユニットＢの制御部たとえばマイクロコンピュータ４
０にも供給するようになっている。

室外ユニットＢは、マイクロコンピュータ４０およびイ
ンバータ回路４１などを有している。このインバータ回
路４１は、マイクロコンピュータ４０の指令に応じた周
波数および電圧の交流電力を回転数可変圧縮機１に供給
するものである。なお、室外ユニットＣから室内ユニッ
トＡに対してオン／オフ信号ライン６３が接続されてい
る。

つぎに、上記のような構成において第１図を参照しなが
ら動作を説明する。

運転操作部３１で暖房運転を設定し、かつ室内温度Ｔｓ
を設定し、運転開始操作を行なう。すると、マイクロコ
ンピュータ３０は、空調負荷つまり吸込空気温度センサ
で検知される吸込空気温度（室内空気温度）Ｔａと上記
設定温度７ｓとの差を演算し、その温度差と予め定めら
れている条件との比較により第１図に示す運転制御を行
なう。

すなわち、吸込空気温度Ｔａが設定温度ＴＳより低くて
空調負荷が大きい場合、インバータ回路へ　　　４１の
出力周波数を高くし、可変サイクルを高能力で運転せし
めるとともに、固定サイクルの運転をオンする。つまり
、可変サイクルと固定サイクルの同時運転を行なう。

そして、吸込空気温度Ｔａが上昇して空調負荷が小さく
なるにしたがってインバータ回路４１の出力周波数を下
げていき、可変サイクルの運転能力を徐々に低下せしめ
ていく。このとき、可変サイクルの運転周波数が３３．
３１％程度まで下がると、固定サイクルの運転をオフす
るとともに、室内送風機２０の送風用モータを４極運転
から６極運転に切換え、室内送風機２０を通常速度の運
転から低速度運転に切換える。

しかして、固定サイクルの運転オフによって空調負荷が
再び増大し、可変サイクルの運転周波数が最高運転周波
数７５１ｈに達すると、固定サイクルの運転をオンする
とともに、室内送風機２ｏの送風用モータを６極運転か
ら４極運転に切換え、室内送風機２０を低速度運転から
通常速度の運転に切換える。

このように、固定サイクルの運転オフ時に室内送風機２
０を低速度運転せしめることにより、室内への吹出風儀
が低下し、それに伴って凝縮圧力が上昇するので、低能
力運転（可変サイクルの単独運転）による吹出空気温度
の低下を抑えることができ、快適性の向上が図れる。こ
こで、１４図は可変サイクルと固定サイクルの同時運転
時の吹出空気濃度の変化を示したものであり、−力筒５
図は可変サイクルの単独運転時における吹出空気温度の
変化を示したものであり、その両者は略同等となる。な
お、第５因における破線は従来の吹出空気温度の変化で
ある。

また、室内送風機２０の低速度運転の採用は省エネルギ
効果の向上ともなる。

なお、上記実施例では、暖房運転時の動作について説明
したが、冷房運転時も同様に固定サイクルの運転オフ時
に室内送ＩＲｍ２０を低速度運転せしめるようにすれば
よ（、場合によっては室内送風機２０の低速度運転を吹
出空気温度の低下が著しい暖房運転のみ行なうようにし
てもよい。また、固定サイクルの運転オフ状態を可変サ
イクルの運転周波数制御から察知するようにしたが、固
定サイクルの冷媒圧力や冷媒温度によって固定サイクル
の運転オフ状態を察知するようにしてもよい。

さらに、！内送風機２０の速度を送風用モータの極数変
化によって切換えるようにしたが、送風用モータの星形
結線−Δ結線の選択、あるいはインバータ装置による送
風用モータの回転数変化によって切換えるようにしても
よい。

（発明の効果） 以上述べたようにこの発明によれば、能力固定冷凍サイ
クルの運転オフ時に室内送ｍ機を低速度運転せしめるよ
うにしたので、低能力運転時の吹出空気濃度を最適な状
態に維持することができ、これにより快適性の向上を可
能とし、さらには省エネルギ効果の向上をも可能とする
すぐれた空気調和機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の空調負荷に基づく可変サ
イクルの運転周波数、固定サイクルの運転状態、および
室内送風機の運転速度をそれぞれ示す図、第２図は同実
施例における冷凍サイクルの構成図、第３図は同実施例
における制御回路の概略構成図、第４図は同実施例にお
ける可変サイクルと固定サイクルの同時運転時における
吹出空気温度の変化を示す図、第５図は同実施例におけ
る可変サイクルの単独運転時の吹出空気温度の変化を示
す図、第６図は従来の空気調和機の概略構成図である。 １・・・回転数可変圧縮機、１１・・・圧縮機、２０室
内送ｍ１ｌｌ、Ａ・・・室内ユニット、Ｂ・・・変性ユ
ニット、Ｃ・・・室外ユニット。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第３図 ６ｊ 第４図 一町変サイクルの達転周シ：ＬＪＬ（Ｈｗ）第５図 一可しザイクル有り違自り川！」え（Ｈｚ　）第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インバータ回路の出力により能力可変運転を行なう能力
   可変冷凍サイクルと、一定の能力で運転を行なう能力固
   定冷凍サイクルと、前記インバータ回路の出力周波数を
   負荷に応じて制御する制御手段と、前記能力固定冷凍サ
   イクルの運転を前記能力可変冷凍サイクルの運転周波数
   に基づく一定の条件にてオン，オフ制御する制御手段と
   、能力固定冷凍サイクルの運転オフ時、室内送風機を低
   速度運転せしめる制御手段とを具備したことを特徴とす
   る空気調和機。