JPS61276660A - 空気調和機の能力制御装置 - 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、負荷変動に応じて空調能力を可変する空気調
和機の能力制御装置に関するものである。

従来の技術 従来、負荷変動に応じて空調能力を可変する構造として
は、例えば実公昭５３−１０５８８号公報に示されるよ
うに、冷凍サイクルの絞り装置として自動膨張弁を使用
し、冷媒温度等の変動によって自動膨張弁の開度を制御
し、能力制御を行っていた。

また、近年例えば特公昭５９−３４９３５号公報に示さ
れるように、インバータ装置によって圧縮機の回転ｉ’
を可変し、負荷変動に応じた能力制御も行われている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前者の場合は、圧縮機能力が一定であり
、対応できる負荷変動範囲が小さいという問題があると
ともに、圧縮機の運転・停止頻度がはげしく、その結果
、圧縮機の停止に起因した圧力バランスに要する時間に
よって室温の変動が大きくなり、快適さが損われる問題
がある。

また、後者の場合は、上記前者の問題点は解消されるも
のの、きめ細かな能力制御が行えず、特に運転できる最
低周波数には限界があり、軽負荷時には、前者と同様に
圧縮機の運転・停止によって室温を制御しなければなら
ず、室温の変動が大きい問題がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、快適さの向上をは
かることを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、圧縮機の運転周
波数と電動膨張弁の弁開度を制御する制御装置を、空調
負荷を検出する負荷検出手段と、この負荷検出手段から
の信号によって空調負荷の増減を判定する負荷判定手段
と、この負荷判定手段の増減信号に応じて前記圧縮機の
運転周波数と前記電動式膨張弁の弁開度を増減制御する
能力制御手段より構成し、さらに前記能力制御手段を、
前記運転周波数を可変する周波数可変手段と、前記運転
周波数が最低であることを判定する最低周波数判定手段
と、前記電動式膨張弁を開閉駆動する弁駆動手段と、前
記電動式膨張弁の弁開度の最大、最小を判定する弁開度
判定手段と、前記最低周波数判定手段と前記弁開度判定
手段からの信号によって前記負荷判定手段からの信号を
周波数可変手段または弁駆動手段のいずれかに出力する
かを判定する出力判定手段とより構成したものである。

作　　　用 かかる構成により、負荷に応じてまず電動式膨張弁にて
冷媒流量を制御し、きめ細かな能力制御を行い、運転さ
れている圧縮機のその能力で能力不足が生じたときに圧
縮機の運転周波数を変え、能力不足を解消することがで
きる。

特に圧縮機が最低周波数で運転されているときは、電動
式膨張弁で一層きめ細かに能力が制御されるため、負荷
の対応領域が拡大できる。

実施例 以下、本発明の一実施例について添付図面を参考に説明
する。

まず第２図、第３図により、冷凍サイク？し構造につい
て説明する。

第２図において、１けインバータにより能力が可変され
る圧縮機、２は四方弁、３は室内熱交換器、４は電動式
膨張弁、５は室外熱交換器で、これらを環状に連結する
ことにより冷凍サイクＩしが構成されている。

前記電動式膨張弁４は、第３図に示すように、断続的な
パーレス出力によって小きざみで回転するステッピング
モータ（以下モータと称す）　４　ａと、このモータ４
ａの回転によって弁座４ｂの開度を調整するニードＦし
４ｃによって構成されている。

また前記圧縮機１および電動式膨張弁４Ｉｉ、室内熱交
換器３の配管温度を検出する温度センサ６からの信号に
よって負荷を判断する制御装置７により、その運転が制
御される。

次に、上記制御装置７の構成について説明する。

制御装置７は、第１図に示すように負荷検出手段（第２
図の温度センサ６）からの信号によって、空調負荷の増
減を判定する負荷判定一手段さ、この負荷判定手段から
の山号によって、圧縮機の運転周波数を可変する周波数
可変手段か、膨張弁装置（第２図の電動式膨張弁４）全
制御する弁駆動装置７（第３図のモータ４ａ）のいずれ
かを制御するかを判定し、またその選択した側へ出力す
る出力判定手段と、前記圧縮機の運転周波数が最低であ
るかを判定し、前記出力判定手段へ出力する最低周波数
判定手段と、前記膨張弁装置の弁開度が最小であるかを
判定する弁開度判定手段より構成されている。

さらに、第４図によって制御回路の構成について説明す
る。ここで、第２図、第３図と同じものについては同じ
符号を付して説８Ａを省略する。

同図において、１１は温度センサ６からの検出信号とマ
イクロコンピュータ１２に設定しておいた設定値との比
較を行うコンパレータで、前記設定値は周知の如く任意
に可変できるものである。

前記コンパレータ１１は、第１図の負荷判定手段に相当
する。１３は圧縮機１の運転周波数を作るインバータで
、前記マイクロコンピュータ１２とともに第１図の周波
数可変手段を構成する。１４はモーフ４ａを駆動するパ
？レス出力を作るバッファで、前記マイクロコンピュー
タ１２とともに第１図の弁駆動手段を構成する。１５は
室温を設定するための可変抵抗器、１６は前記負荷判定
のための設定値を作るスキャン抵抗群である。なお、前
記マイクロコンピュータ１２ば、上記の他に第１図に示
す最低周波数判定手段、弁開度判定手段を具備している
。

次に、上記構成からなる制御動作について第５図ととも
に説明する。ここでは、説明の便宜上本発明の要旨に関
係する点についてのみ説明する。

運転スイッチが投入され、圧縮機１が駆動されると冷媒
は、冷房時であれば実線矢印の如く、暖房時であれば破
線矢印の如く流れる。以後説明の便宜上冷房時で説明す
る。

そして、第５図の初期設定の段階で、電動式膨張弁４の
弁開度が例えば最小に設定され、圧縮機１が所定周波数
で運転される。

そして、温度センサ６によって配管温度が検出され、負
荷判定手段にて配管温度の上昇で負荷状態が判定される
。空調負荷が大きいと、すなわち、能力不足であると配
管温度が上昇し、電動膨張弁５の弁開度を１段大きくす
る。そして弁開度が最大でなけ九ば、再度の温度検出と
所定時間待ち、以後この動作を繰り返す。

上記の動作状態において、弁開度判定手段によって弁開
度が最大になったことを検出すると、インバータ１３を
含む周波数可変手段により圧縮機１の運転周波数を１段
上昇する。

能力不足であるときは、上述の弁開度制御と周波数制御
によってその能力がきめ細かく制御される。

また、能力が大きすぎると、逆に配管温度が低下するた
め、負荷判定手段がこれを判定し、周波数可変手段によ
って圧縮機１の運転周波数を降下し、能力を下げる。

そして、電動膨張弁４の弁開度が最小でない限り上述の
動作を繰り返し、能力制御を行う。

そして、圧縮機１の運転周波数が最小となったとき、電
動膨張弁４の開度調整が閉じる方向へ段階的に行われ、
最小となった状態でさらに配管温度が低下するようでは
、能力過剰と判断して圧縮機１の運転を停止する。

以上の制御により、空調負荷が大きいときは、電動式膨
張弁４によって能力をきめ細かく可変するため、単に圧
縮機１の運転周波数を段階的に上昇する大まかな制御に
比べて消費電力が少なくてすむ。また特に空調負荷が小
さく、圧縮機１が最低の運転周波数で運転されても過剰
能力である場合は、電動式膨張弁４にてさら忙きめ細か
く制御されるため、単に圧縮機の運転・停止によって室
温調節を行う制御に比べて温度変化が小さくなり、快適
さの向上がはかれる。

なお、本実施例では冷房運転について説明したが、暖房
運転についても電動式膨張弁４の開閉方向を逆にする等
の手段を講じることによって同様に実施でき、本発明の
域を脱するものではない。

発明の効果 以上のように木登Ｆ！Ａは、能力制御がきめ細かく行え
、快適さの向上がはかれ、特に圧縮機運転周波数が最低
であっても電動式膨張弁によって能力制御が行えるため
、負荷変動の対応領域が広がり、圧縮機の断続運転によ
る温度制御に比較して、温度変化も小さく抑えられ、一
層の快適さの向上が“はかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の能力制御装置を機能実現手段で表現し
たブロック図、第２図は同能力制御装置を具備した空気
調和機の冷凍サイクルを含む構成第５図は同能力制御装
置の動作内容を示すフローチャートである。 １・・・・・・圧縮機、３・・・・・・室内熱交換器、
４・・・・・・電動式膨張弁、５・・・・・・室外熱交
換器、６・・・・・・温度センサ、７・・・・・・制ａ
装置、１１・・・・・・コンパレータ、１２・・・・・
・マイクロコンビニーり、１３・旧・・インバーり、１
４・・・・・・バッファ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 周波数可変形圧縮機と、室内側熱交換器と、膨張弁装置
   と、室外側熱交換器を環状に連結して冷凍サイクルを構
   成し、さらに前記膨張弁装置を、断続的な信号によって
   その開度が制御される電動式膨張弁とし、さらに前記圧
   縮機の運転周波数と前記電動式膨張弁の弁開度を制御す
   る制御装置を設け、この制御装置を、空調負荷を検出す
   る負荷検出手段と、この負荷検出手段からの信号によっ
   て空調負荷の増減を判定する負荷判定手段と、この負荷
   判定手段の増減信号に応じて前記圧縮機の運転周波数と
   前記電動式膨張弁の弁開度を増減制御する能力制御手段
   より構成し、さらに前記能力制御手段を、前記運転周波
   数を可変する周波数可変手段と、前記運転周波数が最低
   であることを判定する最低周波数判定手段と、前記電動
   式膨張弁を開閉駆動する弁駆動手段と、前記電動式膨張
   弁の弁開度の最大、最小を判定する弁開度判定手段と、
   前記最低周波数判定手段と前記弁開度判定手段からの信
   号によって前記負荷判定手段からの信号を周波数可変手
   段または弁駆動手段のいずれかに出力するかを判定する
   出力判定手段とより構成した空気調和機の能力制御装置
   。