JPS6144232B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は分離式空気調和装置に好適な冷凍圧縮
機の運転方法に係り、特に冷凍圧縮機駆動用電動
機を半導体素子からなるインバータにより可変速
制御するものに関する。

冷凍圧縮機駆動用電動機としては誘導電動機が
一般に使用されているが、誘導電動機のみでは連
続して速度を制御することが困難である。そのた
め、例えば空気調和装置においては、室内温度を
検出して、誘導電動機を起動、停止し、あるいは
極数変換形誘導電動機を使用して２段階の速度制
御を行わなければならず、室内温度の変動が大き
くなつて、快適性が損われ、消費電力が増大する
という問題がある。

この問題点を解決するものとして、半導体素子
を用いたインバータにより誘導電動機または同期
電動機を駆動し、これにより連続して速度を制御
するものが提案されている。

第１図はその一例を示すものである。この図に
おいて、１は交流電源、２は制御装置、３は圧縮
機（図示せず）およびそれを駆動するための誘導
電動機４からなる圧縮機部である。制御装置２は
整流回路５、平滑コンデンサ６、インバータ７お
よびその制御回路８からなり、また整流回路５は
ダイオード９〜１２で構成され、インバータ７は
ダイオード１３〜１８およびサイリスタ１９〜２
４により電圧形ブリツジ結線インバータとして構
成されている。

すなわち、インバータ７は制御回路８からの信
号によつて運転制御され、室内温度に応じてその
出力周波数を調整することにより、誘導電動機４
の回転数を連続制御して、温度制御を行うことが
できる。

しかし、このような制御装置２では、これを構
成するダイオード９〜１８およびサイリスタ１９
〜２４などの半導体素子は温度によつて特性が著
しく異なり、その許容しうる電流容量も大きく変
化するため、温度を極力下げる必要がある。一
方、例えば分離式空気調和装置では、室内ユニツ
トの小形化を図る上からも、制御装置２を室外ユ
ニツトに組込むことが望ましいが、室外ユニツト
は直射日光を受けるばかりでなく、圧縮機部３の
温度上昇の影響をも受けるため、ユニツト内の温
度は一般に60℃〜80℃と非常に高いものとなる。

また、インバータ７のようにサイリスタ１９〜
２４によつて電流を高速でしや断するものでは、
電流しや断時の急激な電圧変化によつて、高周波
電流が交流電源１、制御装置２、誘導電動機４な
どと対地アース間を流れ、この高周波電流が誘導
電磁妨害を引き起こし、付近のラジオやテレビ等
に障害を及ぼす。この誘導電磁妨害を防止するに
は、一般に電源ラインフイルタを設けるととも
に、制御装置２を鉄又は銅等の導電性のある金属
板で完全に密閉することによつてしや断するが、
このように完全に密閉すると、制御装置２内の温
度は半導体素子などの発熱によつて著しく上昇す
る。

以上述べたように、半導体素子を用いたインバ
ータなどにより電動機を可変速運転して温度制御
を行うものでは、第１に室外ユニツト内の温度が
高いこと、第２に誘導電磁妨害を防止するために
制御装置が完全に密閉されていることから、半導
体素子に対する雰囲気温度が非常に高くなり、半
導体素子の許容電流容量は低下してしまう。

以上の問題を解決するために、従来は制御装置
を何らかに冷却手段を用いて冷却し、制御装置２
内の温度上昇を防いでいた。

しかしながら、例えば分離式空気調和装置にお
いて、該装置の運転が停止している状態では、室
外ユニツトに納められた熱交換器用フアンも停止
状態であり、室内ユニツトは直射日光にさらされ
たまま、室内ユニツト内の空気の移動がないた
め、ユニツト内の温度は非常に高くなつている。

以上のような状態で圧縮機用電動機４を制御装
置２により起動して前記空気調和装置の運転を開
始し、室内を冷房しようとする場合を考えると、
圧縮機駆動用電動機の起動時には大きな起動電流
が制御装置２を通して流れることから、制御装置
２内のサイリスタ等は、高い温度の雰囲気状態の
下で大きな電流を処理せねばならず、サイリスタ
等にとつては、起動時は非常に過酷な条件とな
る。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除
き、半導体素子からなるインバータを含む制御装
置の運転を開始する時点に、半導体素子に流れる
電流が大きくとも、半導体素子の電流容量の点で
過大とならない運転法を提供するにある。

この目的を達成するため、本発明は制御装置を
冷却する装置、もしくは圧縮機とともに冷凍サイ
クルを形成する熱交換器の空冷用フアンの運転を
予め開始して制御装置の雰囲気温度を下げて後
に、該制御装置の運転を行うようにしたものであ
る。

以下、本発明の一実施例を第２図および第３図
について説明する。

第２図は分離式空気調和装置の概略構成図、第
３図は第２図に示す分離式空気調和装置の温度変
化図である。これらの図において、第１図と同一
符号は同一物又は均等物を示す。

分離式空気調和装置は室内ユニツト２５と室外
ユニツト２６からなり、室内ユニツト２５は空気
調和される部屋２７に配置されている。２８は部
屋２７の壁である。室内ユニツト２５はフアンお
よびその駆動電動機からなるフアン装置２９と室
内熱交換器３０から構成されている。また、室外
ユニツト２６は制御装置２、圧縮機３、フアンお
よびその駆動電動機からなつているフアン装置３
１、室外熱交換機３２、キヤピラリーチユーブ３
３および制御装置２を冷却するフアン装置３６か
ら構成されており、その冷媒系はパイプ３４，３
５により室内ユニツト２５の冷媒系と接続され、
一方、電気系は配線３７により室内ユニツトの電
気系と接続されている。

このような構成の分離式空気調和装置におい
て、この分離式空気調和装置が停止状態では、制
御装置２内に侵入しようとする熱は室外ユニツト
２６の外部からの熱３８である。すなわち、分離
式空気調和装置が停止状態では、室外ユニツト内
のフアン装置３１および３６はいずれも停止状態
であつて、室外ユニツト内の空気はかく拌される
ことはなく、また外気との空気とのやり取りがな
いため、直射日光にさらされたまま、室外ユニツ
ト内の温度自体が80℃以上の高温状態となる。

この状態のもとで、室内２７の居住者によつ
て、分離式空気調和装置の電源スイツチ（図示せ
ず）が投入される第１の時点では誘導電動機４は
まだ停止したままであり、室外ユニツト２６内の
フアン装置３１および３６のみが運転を開始す
る。

このフアン装置３１および３６の運転するに
は、それぞれのフアンの駆動電動機に直列に設け
たトライアツクもしくはリレーを動作させるな
ど、周知の技術により実施できる。

以上フアン装置３１および３６のみが運転され
た第２の状態においては制御装置２内の空気温度
が、少なくとも前記状態における温度よりも低下
する。そして、制御装置２内の温度が室外ユニツ
ト２６の外気温度にほぼ達する時点において制御
装置２の運転を開始して誘導電動機４の可変速運
転を開始する。上記後者の時点を設定するにあた
つては、フアン装置３１および３６の運転によ
り、室外ユニツト２６内の空気がかく拌された、
制御装置２内の温度が低下する時間経過を調べ、
これに基づいてあらかじめ時間を設定しておき、
フアン装置３１および３６の運転開始に伴つてス
タートする周知のタイマーを用いることにより実
施できる。また、制御装置２内の温度および室外
ユニツト２６の外気温度を測定するサーミスタを
設けて両者の温度が等しくなる時点としてもよ
い。

第３図は、以上の運転モードを示したもので、
時間に対して、室外ユニツト２６内の温度T₂、
および制御装置２内の温度T₁を表わしている。
すなわち、分離式空気調和装置の電源を投入する
時刻T₀から、制御装置２の運転を開始する時刻t₁
までの期間は、室外ユニツト２６内のフアン装置
３１および３６が運転されることによつて、室外
ユニツト２６内の空気がかく拌されると共に外気
との換気が行われ、室外ユニツト２６内の温度
T₂が低下すると共に、制御装置２内の温度T₁も
低下する。そして、低下する温度の変化率が小さ
くなつてほぼ外気温に達した時点、すなわち時刻
t₁にて制御装置２の運転を開始すれば、制御装置
２内の半導体等の発熱及び、圧縮機部３からの発
熱によつて、室外ユニツト２６内の温度T₂及び
制御装置２内の温度T₁は再び外気温度以上に上
昇する。しかしながら、フアン装置３１および３
６がすでに運転状態であることから、室外ユニツ
ト内の空気は絶えず、外気と換気されるようにな
つており、室外ユニツト２６内の温度T₂、及び
制御装置２内の温度T₁共に、時刻t₀以前の温度に
まで達することはない。

以上述べた実施例では、室外ユニツト２６内の
２台のフアン装置３１及び３６を時刻t₀で同時に
運転することから、室外ユニツト２６内の空気の
かく拌効果が大きく、フアン装置３１あるいは３
６のいずれか一方を運転するものに比し制御装置
２の冷却時間を短縮することが出来る。

しかしながら、１台のフアン装置にて室外ユニ
ツト内の空気をかく拌した後、分離式空気調和装
置の運転を開始することも可能である。

以上述べたように本発明は、室内ユニツト２５
と室外ユニツト２６と、室外ユニツト２５内にイ
ンバータを含む制御装置２とも配した分離式空気
調和装置に適用されるものにおいて、使用者によ
つて圧縮機の電源スイツチが投入された場合は、
まず前記室外ユニツト２６内のフアン装置３６，
３１のいずれかあるいは両者が回転を開始し、そ
の後室内ユニツト２６内の温度が低下し、その温
度の変化率が小さくなつて外気温度に近づいたt₁
の時点に達したときに前記制御回路８によりイン
バータ７を稼動し、前記電動機４の可変速運転を
開始させるようにした冷凍圧縮機を運転するよう
にしたものであり、これによつて、高温状態にあ
つた制御装置を、まずフアン等の制御装置の冷却
装置、もしくは熱交換器用の空冷フアンを運転す
ることにより、制御装置内の温度を外気温度程度
に下げ、後に、制御装置を稼動するようにできる
ので、制御装置内のインバータを圧縮機駆動用電
動機の起動時に流れる過大電流から保護すること
ができ、インバータひいては制御装置の信頼性が
向上するという効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される冷凍圧縮機の制御
装置の一例を示す電気回路図、第２図は本発明の
一実施例に係る分離式空気調和装置の概略構成
図、第３図は本発明の効果説明のための図であ
る。 ２……制御装置、３……圧縮機部、４……駆動
用電動機、７……インバータ、８……制御回路、
２５……室内ユニツト、２６……室外ユニツト、
３１，３６……フアン装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 部屋２７内に配置された室内ユニツト２５
   と、この室内ユニツト３５内に配された室内熱交
   換器３０およびフアン装置２９と、室外に配置さ
   れた室外ユニツト２６と、この室外ユニツト２６
   内に配され電動機４によつて駆動される圧縮機部
   ３と、この電動機４を駆動するために同じく前記
   室外ユニツト２６内に配され、かつインバータ７
   を含む制御装置２と、および前記インバータ７を
   制御する制御回路８と、および、同じく室外ユニ
   ツト２６内に配されたフアン装置３１あるいは３
   ６とを具備し、前記室内ユニツト２５と室外ユニ
   ツト２６とを冷媒を流すパイプおよび配線にて電
   気的に接続したものにおいて、 使用者によつて圧縮機の電源スイツチが投入さ
   れた場合は、まず前記室外ユニツト２６内のフア
   ン装置３１，３６のいずれかあるいは両者が回転
   を開始し、その後室内ユニツト２６内の温度が低
   下し、その温度の変化率が小さくなつて外気温度
   に近づいたt₁の時点に達したときに前記制御回路
   ８によりインバータ７を稼動し、前記電動機４の
   可変速運転を開始させるようにしたことを特徴と
   する冷凍圧縮機の運転方法。