JPS61138043A - 能力可変冷凍装置の制御方法 - Google Patents
能力可変冷凍装置の制御方法Info
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- JPS61138043A JPS61138043A JP60267137A JP26713785A JPS61138043A JP S61138043 A JPS61138043 A JP S61138043A JP 60267137 A JP60267137 A JP 60267137A JP 26713785 A JP26713785 A JP 26713785A JP S61138043 A JPS61138043 A JP S61138043A
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- Japan
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- frequency
- inverter
- capacity
- power supply
- signal
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/02—Compressor control
- F25B2600/021—Inverters therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、能力可変冷凍装置の制御方法に係り、特に冷
凍負荷に対する冷凍能力不足を補うのに好適な、制御方
法に関するものである。
凍負荷に対する冷凍能力不足を補うのに好適な、制御方
法に関するものである。
〔発明の背景Ｊ
従来の能力可変冷凍装置の制御方法は１例えば冷暖房兼
円形空気調和機では、圧縮機の駆動源として誘専電動機
を用い、これを商用電源で駆動する方式を採用しでおり
１種々の欠点があった。以下に、第１図および第２図を
参照して、これらの欠点について説明する。
円形空気調和機では、圧縮機の駆動源として誘専電動機
を用い、これを商用電源で駆動する方式を採用しでおり
１種々の欠点があった。以下に、第１図および第２図を
参照して、これらの欠点について説明する。
第１図は１本発明の一実施例に係る空気調和機の制御装
置による動作結果を示す線図であるが。
置による動作結果を示す線図であるが。
合わせて圧縮機回転数に対する冷暖房能力（実線で示す
）と、入力電力に対する冷暖房能力の比であるエネルギ
ー変換効率（破線で示す）を示している。
）と、入力電力に対する冷暖房能力の比であるエネルギ
ー変換効率（破線で示す）を示している。
第２図は、冷暖房負荷と冷暖房能力の関係と。
この関係を５０Ｈｚ地区と６０Ｈｚ地区とにおける違い
を示した概念図である。
を示した概念図である。
まず第１に従来のヒートポンプ式空気調和機では、一定
周波数の商用電源を用いているため、そのままでは、暖
房能力は第１図の０点で示すように低く、冷房能力とほ
ぼ同等の値となっている。
周波数の商用電源を用いているため、そのままでは、暖
房能力は第１図の０点で示すように低く、冷房能力とほ
ぼ同等の値となっている。
一般的には、快適性を確保するため、暖房能力は、冷房
能力の１．５〜２．０倍が必要とされているため、暖房
運転時には補助ヒータを併用する例が多くなっている。
能力の１．５〜２．０倍が必要とされているため、暖房
運転時には補助ヒータを併用する例が多くなっている。
補助ヒータを併用した場合、暖房能力は実線矢印で示す
ようにＣからＣ′に増加するが１反面エネルギー変換効
率を意味するＥＥＲが、破線矢印で示すように一点鎖線
の補助線で示すＥＥＲ’に低下するという不都合が生じ
る。
ようにＣからＣ′に増加するが１反面エネルギー変換効
率を意味するＥＥＲが、破線矢印で示すように一点鎖線
の補助線で示すＥＥＲ’に低下するという不都合が生じ
る。
この理由は、ヒータ入力をＷＨ，ヒータ入力を除くヒー
トポンプ式空気調和機の入力をＷ！とすると。
トポンプ式空気調和機の入力をＷ！とすると。
Ｗｘ＋Ｗｕ
となるためである。
第２の補助ヒータを内蔵しているため火災の危険性があ
り、温度過昇防止装置を追加するなどの処置が必要にな
る。
り、温度過昇防止装置を追加するなどの処置が必要にな
る。
第３の欠点は次のとおりである。
第２図は、冷暖房負荷と冷暖房能力との関係と、この関
係の５０Ｈｚ地区と６０Ｈｚ地区とでの違いとを示す概
念図であるが１図に示すように、暖房負荷の大きさに比
較して、暖房能力が低い、特に暖房負荷が大きい比較的
寒い地方では電源周波数が５０ Ｈｚ、暖房負荷が小さ
い暖かい地方では６０ Ｈｚとなっていることが多いた
め、必要暖房能力として・は、５０Ｈｚ地区の方が大き
いにもかかわらず、従来のヒートポンプ式空気調和機で
は、６０Ｈｚ地区の暖房能力よりも５０ Ｈｚ地区の暖
房能力の方がさらに小さいという不具合が生じている。
係の５０Ｈｚ地区と６０Ｈｚ地区とでの違いとを示す概
念図であるが１図に示すように、暖房負荷の大きさに比
較して、暖房能力が低い、特に暖房負荷が大きい比較的
寒い地方では電源周波数が５０ Ｈｚ、暖房負荷が小さ
い暖かい地方では６０ Ｈｚとなっていることが多いた
め、必要暖房能力として・は、５０Ｈｚ地区の方が大き
いにもかかわらず、従来のヒートポンプ式空気調和機で
は、６０Ｈｚ地区の暖房能力よりも５０ Ｈｚ地区の暖
房能力の方がさらに小さいという不具合が生じている。
これは、空気調和機を含む冷凍機一般の特性として、電
源周波数の大きさに比例して、圧縮機駆動用の駆動モー
タの回転速度が大きくなることにより、冷凍能力が大き
くなるからである。
源周波数の大きさに比例して、圧縮機駆動用の駆動モー
タの回転速度が大きくなることにより、冷凍能力が大き
くなるからである。
（発明の目的〕
本発明は、上記に基づいてなされたもので、装置全体の
エネルギー変換効率を低下させることなく冷凍能力を向
上せしめる能力可変冷凍装置の制御方法を提供すること
を目的とする。 −〔発明の概要］ 本発明は、所定の冷凍負荷において冷媒圧縮機駆動用の
駆動モータを交流□竜・源で駆動することにより所定の
冷凍能力を発揮させ、上記冷凍負荷が大きくなった時に
周波数変換装置を上記交流電源と駆動モータとの間に挿
入□して冷凍負荷の大きさに応じて上記変換装置からの
出力周波数を制御することを特徴とする能力可変冷凍装
置の制御方法としたものである。 ′ 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を第３図および第４ｗ１Ｉを参
照して説明する。
エネルギー変換効率を低下させることなく冷凍能力を向
上せしめる能力可変冷凍装置の制御方法を提供すること
を目的とする。 −〔発明の概要］ 本発明は、所定の冷凍負荷において冷媒圧縮機駆動用の
駆動モータを交流□竜・源で駆動することにより所定の
冷凍能力を発揮させ、上記冷凍負荷が大きくなった時に
周波数変換装置を上記交流電源と駆動モータとの間に挿
入□して冷凍負荷の大きさに応じて上記変換装置からの
出力周波数を制御することを特徴とする能力可変冷凍装
置の制御方法としたものである。 ′ 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を第３図および第４ｗ１Ｉを参
照して説明する。
第３図は、本発明の一実施例に係る空気調和機の制御回
路図、第４図は、第３図に示す制御回路の電源周波数の
検出方法を説明するタイムチャートである。
路図、第４図は、第３図に示す制御回路の電源周波数の
検出方法を説明するタイムチャートである。
第３図において、１は商用電源、２は整流回路、３は平
滑用コンデンサ、４〜７はインバータ用主スイツチング
素子、８〜１１はドライブ回路、１２は制御信号回路、
１３は電源周波数検出回路、１４・、１５は商用電源と
インバータの切換ス、イツチ、１６は四方弁コイル用ス
イッチ、１７は、イ、ンバータ起動スイッチ、１８は四
方弁コイル、１９ ′は圧縮機の駆動用モータ
である。
滑用コンデンサ、４〜７はインバータ用主スイツチング
素子、８〜１１はドライブ回路、１２は制御信号回路、
１３は電源周波数検出回路、１４・、１５は商用電源と
インバータの切換ス、イツチ、１６は四方弁コイル用ス
イッチ、１７は、イ、ンバータ起動スイッチ、１８は四
方弁コイル、１９ ′は圧縮機の駆動用モータ
である。
このインバータは、商用電源１を受電して、整流回路２
によりいったん直流に直し、単相ブリッジに構成された
主スイツチング素子４〜７に給電して、これらの素子を
制御信号回路で作られた信号に従ってスイッチングさせ
ることにより、端子ａ、ｂ間に発振周波数を得るもので
ある。これらの素子の点弧タイミングは、主スイツチン
グ素子４と主スイツチング素子７が、また主スイツチン
グ素子５と主スイツチング素子６がそれぞれ同一で、こ
れらの２種のタイミングは互いに１８０ｍずつずれてい
る。
によりいったん直流に直し、単相ブリッジに構成された
主スイツチング素子４〜７に給電して、これらの素子を
制御信号回路で作られた信号に従ってスイッチングさせ
ることにより、端子ａ、ｂ間に発振周波数を得るもので
ある。これらの素子の点弧タイミングは、主スイツチン
グ素子４と主スイツチング素子７が、また主スイツチン
グ素子５と主スイツチング素子６がそれぞれ同一で、こ
れらの２種のタイミングは互いに１８０ｍずつずれてい
る。
また、各スイッチ１４〜１７は連動するようになってお
り、暖房運転時には、圧縮機の駆動用モータ１９は、切
換えスイッチ１４．１５が切換ねってインバータ駆動と
なるとともに、四方弁コイル用スイッチ１６がＯＮＬ、
て四方弁コイル１８に通電され、インバータ起動スイッ
チ１７がＯＮして電源周波数検出回路１３に電源電圧が
印加される。
り、暖房運転時には、圧縮機の駆動用モータ１９は、切
換えスイッチ１４．１５が切換ねってインバータ駆動と
なるとともに、四方弁コイル用スイッチ１６がＯＮＬ、
て四方弁コイル１８に通電され、インバータ起動スイッ
チ１７がＯＮして電源周波数検出回路１３に電源電圧が
印加される。
電源周波数検出回路１３は、主としてコンパレータで構
成され、電源電圧を取り込み、該電源電圧の周波数を検
出してパルス化し、制御信号回路１２に信号を送ってい
る。
成され、電源電圧を取り込み、該電源電圧の周波数を検
出してパルス化し、制御信号回路１２に信号を送ってい
る。
制御信号回路１２では、入力された上記電源周波−のパ
ルス化信号に基づき、電源周波数すなわち冷凍負荷の大
小に応じて、つまり変動分に応じて発振周波数を変える
働きをしている。
ルス化信号に基づき、電源周波数すなわち冷凍負荷の大
小に応じて、つまり変動分に応じて発振周波数を変える
働きをしている。
次に第４図により、電源周波数の検出方法について説明
する。
する。
ａは、インバータ起動スイッチ１７のＯＮのタイミング
、すなわち冷房運転から暖房運転への切換えタイミング
である。
、すなわち冷房運転から暖房運転への切換えタイミング
である。
ｂは、ｍ源電圧の波形で、インバータ起動スイッチ１７
がＯＮＬ、たとき、電源周波数検出回路１３の入力信号
となる。
がＯＮＬ、たとき、電源周波数検出回路１３の入力信号
となる。
Ｃは、それをＯレベルと比較したもので、電源周波数検
出回路１３から制御信号回路１２へ与えるパルス信号で
ある。このパルス信号は、電源電圧波形の半周期のパル
ス列となるため、５０ Ｈｚの場合、パルス巾は１０＋
ｗｓｅｃ、６０ Ｈｚの場合は約８゜３ｍ５ｅｃとなる
。このため、第２パルスの立上り位置が、それぞれ図の
実線、破線で示すように変わってくる。
出回路１３から制御信号回路１２へ与えるパルス信号で
ある。このパルス信号は、電源電圧波形の半周期のパル
ス列となるため、５０ Ｈｚの場合、パルス巾は１０＋
ｗｓｅｃ、６０ Ｈｚの場合は約８゜３ｍ５ｅｃとなる
。このため、第２パルスの立上り位置が、それぞれ図の
実線、破線で示すように変わってくる。
信号ｄ−ｇは、制御信号回路１２内部の動作波形で、信
号ｄは、信号Ｃの一エツジからＯＮ時間９．１ｍ５（約
５５ Ｈｚの半周期に相当）のパルスを作ったものであ
る。
号ｄは、信号Ｃの一エツジからＯＮ時間９．１ｍ５（約
５５ Ｈｚの半周期に相当）のパルスを作ったものであ
る。
また、信号ｅは、信号Ｃと信号ｄの負論理和をとったも
ので、電源周波数が５０ Ｈｚの場合は、巾０．９ｍＦ
Ｉｅｃ、間隔１０＋ｓｅｃのパルス列となり、６０ Ｈ
ｚの場合、パルスは発生しない。
ので、電源周波数が５０ Ｈｚの場合は、巾０．９ｍＦ
Ｉｅｃ、間隔１０＋ｓｅｃのパルス列となり、６０ Ｈ
ｚの場合、パルスは発生しない。
周波数判別信号ｆは、信号ｅの十エツジでラッチさせて
作ったもので、電源周波数が５０Ｈ７の場合Ｈｉ、６０
Ｈｚの場合Ｌｏとなる。
作ったもので、電源周波数が５０Ｈ７の場合Ｈｉ、６０
Ｈｚの場合Ｌｏとなる。
制御信号回路１２では、まず、信号ｆのＨｉ／ＬＯ判定
により発振周波数をセットし、信号Ｃの第２番目のパル
スの一エツジでラッチさせて作った信号ｇにより、イン
バータの発振や周波数を５０ Ｈｚ地区の冷凍負荷の大
きさに応じた高さにして圧縮機の駆動用モータ１９を起
動させる。
により発振周波数をセットし、信号Ｃの第２番目のパル
スの一エツジでラッチさせて作った信号ｇにより、イン
バータの発振や周波数を５０ Ｈｚ地区の冷凍負荷の大
きさに応じた高さにして圧縮機の駆動用モータ１９を起
動させる。
入力周波数を６０Ｈｚとした場合は、信号Ｃと信号ｄが
重なり合うため、信号ｅおよび信号ｆはＨｉでなくＬｏ
となる。このときには、６０ Ｈｚ地区の冷凍負荷の大
きさに応じて、インバータの発振周波数が高くなるよう
にするのである。
重なり合うため、信号ｅおよび信号ｆはＨｉでなくＬｏ
となる。このときには、６０ Ｈｚ地区の冷凍負荷の大
きさに応じて、インバータの発振周波数が高くなるよう
にするのである。
このような構成の制御回路を用いてヒートポンプ式空気
調和機を動作させた結果を第１図に示した。図から明ら
かなように暖房能力を従来と同程度に保ちつつ、エネル
ギー変換効率を大巾に向上できた。
調和機を動作させた結果を第１図に示した。図から明ら
かなように暖房能力を従来と同程度に保ちつつ、エネル
ギー変換効率を大巾に向上できた。
本実施例によれば、暖房運転時、すなわち冷凍負荷の大
きい時には商用電源から、商用電源より高い周波数を発
生する可変周波数ｆｌ源である周波数変換装置を介して
、圧縮機の駆動用モータ１９に給電することにより、暖
房能力を保持しつつ空気調和機全体のエネルギー変換効
率を飛躍的に向上でき、しかも電源周波数を検出して５
０Ｈｚのときには、６０ Ｈｚのときに比べ冷凍負荷が
大きいため周波数変換装置の発振周波数をその大きさの
変動分に応じて大きく設定することにより。
きい時には商用電源から、商用電源より高い周波数を発
生する可変周波数ｆｌ源である周波数変換装置を介して
、圧縮機の駆動用モータ１９に給電することにより、暖
房能力を保持しつつ空気調和機全体のエネルギー変換効
率を飛躍的に向上でき、しかも電源周波数を検出して５
０Ｈｚのときには、６０ Ｈｚのときに比べ冷凍負荷が
大きいため周波数変換装置の発振周波数をその大きさの
変動分に応じて大きく設定することにより。
５０ Ｈｚ地区の暖房能力不足が補える理想的な空気調
和機が得られる。
和機が得られる。
以上述べたように１本発明によれば、装置全体のエネル
ギー変換効率を低下させることなく、冷凍能力を向上で
きるとともに冷凍負荷の大きさに応じた冷凍能力が得ら
れる。
ギー変換効率を低下させることなく、冷凍能力を向上で
きるとともに冷凍負荷の大きさに応じた冷凍能力が得ら
れる。
第１図は１本発明の一実施例に係る空気調和機の制御装
置による動作結果を示す線図、第２図は電源周波数の違
いによる冷暖房負荷と冷暖房能力の変化を示した概念図
、第３図は、本発明の一実施例に係る空気調和機の制御
回路図、第４図は、第３図に示す制御回路の電源周波数
の検出方法を説明するタイムチャートである。 １・・・商用電源、２・・・整流回路、４，５，６，７
・・・インバータ用主スイツチング素子、８，９゜１０
．１．１・・・ドライブ回路、１２・・・制御信号回路
。 １３・・・電源周波数検出回路、１４．１５・・・商用
電源とインバータの切換えスイッチ、１６・・・四方弁
コイル用スイッチ、１７・・・インバータ起動スイッチ
、１８・・・四方弁コイル、１９・・・圧縮機の駆動用
モータ。 第 １図 第 ′Ｌ 図 ５０ＨＸｔｅ、Ｔｏ ６０ＨＸｔｅ、Ｅｉ。 第３ｆｌ 第４ 図 ？′ 手続補装置 正をする者 −と帳係 特許出願人 名 ＠ ｒ５１０１株式会辻 日 立 製 作 所
理 人
置による動作結果を示す線図、第２図は電源周波数の違
いによる冷暖房負荷と冷暖房能力の変化を示した概念図
、第３図は、本発明の一実施例に係る空気調和機の制御
回路図、第４図は、第３図に示す制御回路の電源周波数
の検出方法を説明するタイムチャートである。 １・・・商用電源、２・・・整流回路、４，５，６，７
・・・インバータ用主スイツチング素子、８，９゜１０
．１．１・・・ドライブ回路、１２・・・制御信号回路
。 １３・・・電源周波数検出回路、１４．１５・・・商用
電源とインバータの切換えスイッチ、１６・・・四方弁
コイル用スイッチ、１７・・・インバータ起動スイッチ
、１８・・・四方弁コイル、１９・・・圧縮機の駆動用
モータ。 第 １図 第 ′Ｌ 図 ５０ＨＸｔｅ、Ｔｏ ６０ＨＸｔｅ、Ｅｉ。 第３ｆｌ 第４ 図 ？′ 手続補装置 正をする者 −と帳係 特許出願人 名 ＠ ｒ５１０１株式会辻 日 立 製 作 所
理 人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、所定の冷凍負荷において冷媒圧縮機駆動用の駆動モ
ータを交流電源で駆動することにより所定の冷凍能力を
発揮させ、上記冷凍負荷の変動時に周波数変換装置を上
記交流電源と 駆動モータとの間に挿入して冷凍負荷の変動分に応じて
上記変換装置からの出力周波数を制御することを特徴と
する能力可変冷凍装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60267137A JPS61138043A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 能力可変冷凍装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60267137A JPS61138043A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 能力可変冷凍装置の制御方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15743878A Division JPS5585841A (en) | 1978-12-22 | 1978-12-22 | Air conditioner |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61138043A true JPS61138043A (ja) | 1986-06-25 |
Family
ID=17440592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60267137A Pending JPS61138043A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 能力可変冷凍装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61138043A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005067135A1 (en) * | 2003-12-31 | 2005-07-21 | Arcelik Anonim Sirketi | A cooling device |
| WO2011047453A3 (en) * | 2009-10-21 | 2012-01-12 | Whirlpool S.A. | Data and commands communication system and method between variable capacity compressor and electronic thermostat for a cooling system |
| CN110486795A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-11-22 | 珠海格力电器股份有限公司 | 盘管组件、制冷制热系统及空调 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52110428A (en) * | 1976-03-15 | 1977-09-16 | Hitachi Ltd | Speed controller for motor |
-
1985
- 1985-11-29 JP JP60267137A patent/JPS61138043A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52110428A (en) * | 1976-03-15 | 1977-09-16 | Hitachi Ltd | Speed controller for motor |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2005067135A1 (en) * | 2003-12-31 | 2005-07-21 | Arcelik Anonim Sirketi | A cooling device |
| WO2011047453A3 (en) * | 2009-10-21 | 2012-01-12 | Whirlpool S.A. | Data and commands communication system and method between variable capacity compressor and electronic thermostat for a cooling system |
| US8983665B2 (en) | 2009-10-21 | 2015-03-17 | Whirlpool S.A. | Data and commands communication system and method between variable capacity compressor and electronic thermostat for a cooling system |
| CN110486795A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-11-22 | 珠海格力电器股份有限公司 | 盘管组件、制冷制热系统及空调 |
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