JPS61276661A - 冷凍サイクルの制御装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は回転数可変圧縮機を備えた冷凍サイクルにおい
て、特に圧縮機の回転数を制御する冷凍サイクルの制御
装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来の回転数可変圧縮機を備えた冷凍サイクルを、空気
調和機を例にとり第５図に基づいて説明する。

回転数可変圧縮機３０はインバータ装置等により回転数
が可変される圧縮機である。この圧縮機３０は四方弁３
１、暖房時は凝縮器、冷房時は蒸発器として作用する室
内熱交、換器３２、減圧装置３３、暖房時は蒸発器、冷
房時は凝縮器として作用する室外熱交換器３４に連通さ
れ、冷凍サイクルが構成されている。

また回転数可変圧縮機３０はインバータ装置等を含む制
御装置３５の出力により回転数が制御される。制御装置
３５には室温センサ３６、室温設定器３７が入力され、
制御装ｆｌｔ３５内部では室温と設定温度の差が求めら
れ、この差に応じた圧縮機回転数が決定され、出力さ４
る。

以上の構成からなる空気調和機では圧縮機の回転数は過
電流保護等の制御が行なわれる場合以外は室温と設定温
度の差に応じて決定されるｅまた空気調和機以外の冷凍
用の冷凍サイクル等の場合も他の外部人力（操作入力等
］に応じて圧縮機の回転数が決定される。

このよへな冷凍サイクルでは圧縮機の低回転数運転時に
は冷媒流量が減少し、液バックの発生し易い状態となっ
ている。このため、熱交換空気温度、送風量等の外因に
より液バックが発生し、リキッドハンマ音の発生や、液
バックから潤滑不足が引き起こされ、最悪の場合ロータ
の焼き付き等の圧縮部品の破損を招く恐れがあった。

〔発明の目的〕

本発明は、回転数可変圧縮機ン有する冷凍サイクルの液
バック発生を防止すること目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は圧縮機への液バックを検知し、液バックが検知
さｊた場合、圧縮機の回転数を上昇させて液バック状態
を回避する冷凍サイクルの制御装置である。

〔発明の実施例〕

本発明の実施例を第１図乃至第４図に基づいて説明する
。

第１図は本発明の基本ブロック図及び冷凍サイクル図で
ある。回転数可変圧縮機１、凝縮器２、減圧装＃、３、
蒸発器４は順次配管により連通され冷凍サイクルを構成
している。圧縮機１の外壁には圧縮機ケース温度センサ
５が取り付けられ、凝縮器２の中間付近には凝縮器温度
センサ６が取り付けられている。この両センサ５．６は
制御装置１０に入力される。制御装ｆｉｌｉｌＯ内で凝
縮器温度センサ６は第１温度検出器７で、圧縮機ケース
温度センサ５は第２温度検出器８で検出温度が処理され
、雨検出温度は温度差演算手段９で温度差が求められる
。

この温度差演算手段９で求められ温度差は比較手段１１
で設定値９゛と比較される。比較手段１１は温度差が設
定値９°より大であるか小であるかｔ判断し、結果を判
別手段１２へと送る。判別手段に＆１比較手段１１の信
号を受げ、温度差が設定値９°より大なる場合通常運転
指令を、小なる場合回転数上昇指令を回転数決定手段１
３に送る。

回転数決定手段１３は外部人力（例えば空気調和機では
室温データ、設定温度データ等）を受け、この入力に応
じて圧縮機の回転数を決定するが、判別手段１２からの
信号が回転数上昇指令の場合外部入力により決定された
回転数に所定値を加算して再度回転数を決定し、インバ
ータ装置１４に指令する。また、判別手段１２の出力が
通常運転指令の場合、回転数決定手段１３は外部入力に
基づいて決定された回転数をインバータ装置１４に指令
する。

なお本実施例でげ液バック検知手段１０ａは、凝縮器温
度センサ６、第１温度検出器７、圧縮機ケース温ザセン
サ５、第２ｉ１Ｆ検出器８、温度差演算手段９、設定値
９”、比較手段１１により構成し、凝縮器中間部の温厚
と圧縮機外壁温度の差の値により液バックを検出してい
るが、これ以外に凝縮器中間部温度と圧縮機内部温度又
は圧縮機吐出温度との差等でも可能である。

また、保護手段１０ａは判別手段１２、回転数決定手段
１３、インバータ装置１４から構成されて℃する。

以上の構成により本実施例の冷凍サイクルは圧縮機外壁
温度と凝縮器中間部の温度差か減少し液バック状態に近
づくと圧縮機の回転数が上昇し、液バック状態を口壁す
ることができる。

次に本発明を空気調和機に適用した場合の具体的な実施
例を第２図、第３図及び第４図に基づいて説明する。

本実施例の空気調和機は冷・暖可能なヒートポンプ式冷
凍サイクルに有し、冷房・暖房は四方弁１５を切り換え
、冷媒の流れを逆転することによって行なわれる。

したがって室内熱交換器１６は冷房時は蒸発器、暖房時
は凝縮器として作用する。逆に、室外熱交換器１７は冷
房時は凝縮器、暖房時は蒸発器となる。

この冷凍サイクル及び電気機器類は１個のマイクロコン
ピュータ１８により制御される。マイクセ−コンピュー
タ１８には温度設定器１９、冷・暖切換スイッチ２０１
ＯＮ１０ＦＦスイッチ２１等が設けられた操作部２２（
リモートコントロール部）の出力、室外熱交源１ｆＡ／
Ｄ変換器２３ａの出力、室内熱交温度Ａ／Ｄ変換器２４
ａ出力、室内温間Ａ／Ｄ変換器２５ａ出力、吐出温度Ａ
／Ｄ変換器２６ａ出力が入力されている。

各Ａ／Ｄ変換器２３ａ〜２ｆｉａはサーミスタ等の感温
素子の検出温度データをアナログ信号からディジタル信
号に変換し、出力する。

室内熱交換器温麿センサ２３は室外熱交換器１７の中間
付近の配管のＵベント部に取付けられ、室外熱交換器１
７の中間部の温度を検出する。同様に室内熱交換器温度
センナ２４は室内熱交換器１６の中間部の温度を検出す
る。また室内温度センサ２５は室内熱交換器１６の吸込
側に設けられている、吐出温闇七ンサ２６は圧縮機１の
吐出口近傍の配管に取り付けられている。

空気調和機の各種電気機器を制御するマイ、クロコンピ
ユータ１８は上記した各入力を受け、プログラムさｎて
いる処理手順に従ってインバータ族ｆｔｘａ、四方弁１
５、室内ファンモータ２７、室外ファンモータ２８、減
圧装置である電動膨張弁２９へと制御信号を送る。

以下、第３図に示すフローチャートに従って本実施例に
おける圧縮機７回転数制御動作を説明する。

まず０Ｎ１０ＦＦスイツチ２１がＯＮ出力を行な５とブ
ロックＢ１でタイマがスタートする、そしてブロックＢ
２で室温と設定温度の温度差に応じてインバータ族ｆｉ
ｌｌ１４の出力周波数ｆが決定される。この周波数決定
の一例は特開昭５７−６７７３５号公報に示されている
。次のブロックＢ３ではブロックＢ２で決定された周波
数ｆがインバータ装置１４へと指令される。

インバータ族ｆｌｘ＋はこの周波数指令を受け、周波数
ｆの三相交流出力を行な５．この出方が供給された圧縮
機１はこの周波数ｆＫ略比例した回転数で回転する。

そして、ブロックＢ４ではタイマの積算時間ｔｌがあら
かじめ設定された時間ｔｓｅｔを越えるか否かが判断さ
れる。ｔｌがｔｓｅｔに満たない場合、再びブロックＢ
２へと戻り周波数ｆの決定が繰り返される。またｔｌが
ｔｓｅｔを越えた場合次のブロックＢ５へと進む。この
タイマは運転開始時の不安定状態にある冷凍サイクルの
状態検知を行なわせないためのタイマである。

ブロックＢ５では再び室温、設定温度等によりインバー
タ装置出力周波数ｆ　（Ｈｚ　）が決定される。このブ
ロックＢ５はブロックＢ２と同一である。次にブロック
Ｂ６で冷・暖切換スイッチ２゜が冷房か暖房のいずれに
なっているかが判断される。そして冷房の場合ブロック
Ｂ７へ進み、暖房ノ場合フロックＢ８へと進む、この判
断ブロックＢ６は、凝縮器温度センサの決定を行なｊも
のである。即ち冷房時は室外熱交換器が凝縮器となり、
暖房時は室内熱交換器が凝縮器となるため、冷・暖房に
応じて室内・外熱交換器センサの切り換えを行なう。

ブロックＢ６で冷房と判断された場合、ブロックＢ７で
圧縮機吐出温度Ｔ１（吐出温度センサ２６検出温度）と
室外熱交換器中間部温度Ｔ２　（室外熱交換器温度セン
サ２３検出温度）の差とあらかじめ設定された温度Ｔｓ
ｅｔとの大小比較が行なわれる。そしてＴ１−　Ｔ２　
＞　Ｔｓｅｔの場合、ブロックＢ５で決定された周波数
ｆには何ら処理が施されずブロックＢ１ｏへと進む、逆
にＴ１−Ｔ２≦Ｔｓｅｔの場合、ブロックＢ９へ進み、
−ブロックＢ５で決定された周波数ｆにｌＯＨ２加えら
れた値が再度出力周波数ｆとして決定される。

また、ブロックＢ６で暖房と判断された場合、ブロック
Ｂ８へと進み、ブロックＢ８では圧縮機吐出温度Ｔｒと
室内熱交換器中間温度Ｔ３　（室内熱交換器温度センサ
２４検出温度）の差と設定温度Ｔｓｅｔとの大小比較が
行なわれ、’ｌ’ｌ−Ｔｓ　＞　Ｔｓｅｔの場合ブロッ
クＢ１０へと進み、Ｔｔ　−’Ｊ’ｓ≦Ｔｓｅｔの場合
、ブロックＢ９でブロックＢ５で決定された周波数ｆに
１ｏ　（Ｈ２）が加算された値が再度周波数ｆに決定さ
れブロックＢ１ｏへと進む。すなわちブロックＢ７、Ｂ
８では圧縮機吐出温度と凝縮器中間部温度の差と設定値
Ｔｓｅｔの比較が行なわれ、この差が設定値より小であ
れば液バックの可能性穴として周波数を上昇させるよ’
３に働く。

なお、圧縮機吐出温度と凝縮器中間部温度との差と比較
される設定値Ｔｓｅｔは第４図に示す冷媒中に溶けた冷
凍機油と（圧縮機吐出部温度−凝縮器中間部温度）の関
係等から一般に５℃前後に設定される。

ブロックＢ１０では決定された周波数ｆをインバータ装
置に指令する。

以上のよ５に、本実施例では冷房串暖房運転にかかわら
ず、圧縮機吐出温度と凝縮器中間部温度との差の値によ
り液バックの大小を判断し、液バック量大又はその可能
性が大となる圧縮機の回転数を上昇させることにより吐
出温度、吐出圧力を上昇させて圧縮機吸込温度を上昇さ
せ液バーンク状態の発生を防止することができる。

）　　　なお、本実施例の空気調和機では冷房・暖房運
転いずれにおいても液バック回避の制御を設けているが
、センサの数の増加信号の増加等の問題がある場合は、
特に液バック状態に陥る可能性の高い暖房運転の場合の
みに本制御を行なっても良い、また本実施例のように吐
出温度を検出するものにおいては、吐出温度が１００〜
１２０℃以上になった場合、圧縮機の回転数を低下させ
、圧縮機の温度上昇保護を行なうことも可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、液バックを検知した場合、圧縮機の回
転数を上昇させる冷凍サイクルの制御装置を設けたため
、液バックの発生を防止することができる、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る冷凍サイクル図と制御ブ
ロック図、第２図は本発明を適用した空気調和機の冷凍
サイクル図と制御回路図、第３図は同空気調和機の要部
制御フローチャート、第４図は一般的な冷凍サイクルに
おける圧縮機吐出温度と凝縮器中間部温度との差と冷媒
中に溶けた冷凍機油との関係を示すグラフ、第５図は従
来の冷凍サイクルの冷凍サイクル図と制御ブロック図で
ある。 １・・・圧縮機　　　　２・・・凝縮器３・・・減圧装
置　　　４・・・蒸発器５・・・圧縮機温度センサ　６
・・・凝縮器温度センサ７・・・第１温度検出器　８・
・・第２温度検出器９・・・温度差演算手段１０・・・
制御装置１０ａ・・・液バック検知手段　１０ｂ・・・
保護手段１１・・、比較手段　　　１２・・・判別手段
１３・・・回転数決定手段　１４・・・インバータ装置
代理人　弁理士　則　近　憲　佑（ほか１名）０ａ 第３図 第４図 ｊ／４５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転数可変圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器等
   を順次冷媒管を介して連通した冷凍サイクルを制御する
   冷凍サイクルの制御装置において、前記回転数可変圧縮
   機への冷媒の液バックを検知する液バック検知手段と、 この液バック検知手段が液バックを検知した場合、圧縮
   機の回転数を上昇させる保護手段とを備えたことを特徴
   とする冷凍サイクルの制御装置。
2. （２）前記液バック検知手段は圧縮機温度と凝縮器中間
   部温度との差に基づいて液バックを検出することを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載の冷凍サイクルの
   制御装置。