JPS6144255A - 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】 く技術分野〉 本発明は、熱媒圧縮サイクルを有する空気調和機、特に
インバータ装置による回転数可変制御形の空気調和機に
関するものである。

〈従来技術〉 まず、第１図で１，１ａは電源、２は圧縮機電動機、３
は電動機で駆動される圧縮機で、この圧縮機３及び電動
機を含めて電動圧縮機と言う。４は制御回路、４ａは基
準クロック発振部、５は室内サーミスタ、６はそのＡ／
Ｄ変換器、７は駆動回路である。そして、８は冷媒の流
れを切り換える四方弁で、圧縮機３で圧縮された冷媒は
、四方弁８を通って冷房時は室外熱交換器９へ入り、こ
こで室外送風機１２の送風で冷却されて凝縮し、次に減
圧器１０で減圧され室内熱交換器１１で蒸発して冷却作
用を行ない室内送風機１３で送風して冷房運転を行なう
。また暖房時は四方弁８が第５図の如く切換り、熱媒の
流れが反転し、圧縮８！ｉ３→四方弁８→室内熱交換器
１１→減圧器１０→室外熱交換器９となり、冷房時と室
内、外が入れ換った形となり、室内送風機１３による送
風で暖房運転が行なわれる。

次に能力可変制御部について説明すると、前記制御回路
４は一般的なワンチップマイクロコンピュータで、入力
端子ＩＮＩ〜ＩＮ３、出力端子０ＵＴ１〜０ＵＴ６及び
内部にプログラムＲＯＭ。

データＲＡＭ、ＡＬＵを有し、基準クロック発振部４ａ
により駆動されている。

そして制御回路４は、サーミスタ５で検出した室温をＡ
／Ｄ変換器６でデジタル値に変換して入力端子ＩＮ１へ
人力する。１５ａは室温設定用可変抵抗で、Ａ／Ｄ変換
器１５でデジタル値に変換されて入力端子ＩＮ２に入力
される。１４はインバータ部で、電源１，１ａから入力
された単相交流はダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４で整流
され、コンデンサＣ１０で平滑され、トランジスタＴｒ
１゜Ｔ　ｒ　１．　ａでＷ相、トランジスタＴｒ２．Ｔ
ｒ２ａで■相、トランジスタＴｒ３．Ｔｒ３ａでＵ相の
三相を位相制御して三相交流を発生し、圧縮機電動機２
（三相誘導電動機）を運転する。１６は運転／停止スイ
ッチで入力端子ＩＮ４から制御回路４に読み込む。

１７は冷房・暖房切換スイッチで入力端子ＩＮ３から読
み込む。

そして制御回路４は、入力端子ＩＮＩから室温、入力端
子ＩＮ２から室温設定値を読み込み、その値により圧縮
機電動８！２に通電する三相電源Ｕ。

■、Ｗの電圧、周波数を制御する信号を出力端子０ＵＴ
１〜０ＵＴ３から出力し、圧縮機電動機２の回転数を制
御し、冷房（暖房）能力を可変にするもので、いわゆる
ＰＷＭ（パルス幅変調）方式のインバータ制御である。

ＣＩ、Ｃ１ａ、Ｃ２，Ｃ２ａ、Ｃ３、Ｃ３ａはトランジ
スタＴｒｌ　、Ｔｒｌ、ａ−Ｔｒ３．Ｔｒ３ａがノイズ
により誤動作するのを防止するノイズ吸収用コンデンサ
である。Ｒ１Ｃ４，Ｒ４Ｒ７゜Ｒ２Ｃ５，Ｒ５Ｃ８，Ｒ
３Ｃ６，Ｒ６Ｃ９のそれぞれＲＣ直列回路は圧縮機電動
機２への通電ＯＦＦ後の逆起電圧によるトランジスタの
損傷を防ぐための回路である。

前記制御回路４の出力端子０ＵＴ４．５．６はそれぞれ
室内用送風機１３、室外用送風８！１２、四方弁８を制
御するためのものである。

以上のように、従来の空気調和機は、冷房と暖房の切換
えを、四方弁で熱媒の流れを逆転させて行なうものであ
った。

また一般的な冷暖房用空気調和機であれば、暖房運転を
行なううちに室外熱交換器９に着霜が始まり熱交換の効
率が落ちてくるので、着霜が一定以上になれば除霜を行
なう必要がある。従来は、暖房運転を中止し、四方弁８
を切換えて冷房運転＝３− サイクルを行なって除霜を行ない、除霜が終了した時点
で、再度四方弁８を切換えて暖房運転に戻る。その場合
、暖房運転から除霜運転へ、又逆の切換え時には、二つ
の方法が実用化されている。

即ち、 （イ）圧縮機３を停止せずにいきなり四方弁８を切換え
る。

（ロ）（伺の方法では切換時に熱媒ガスの音が発生する
ので、短時間圧縮機３を停止し、少し圧力をバランスさ
せてから四方弁８を切換えて少したってから圧縮機を運
転する。

第６図はそのタイムチャートで、Ｔ１は６０秒〜９０秒
、Ｔ２は１０秒〜３０秒の時間を示す。

しかしくイ）の場合は、四方弁８の切換時に大きな熱媒
〃ス音が出て不快であるため、最近はほとんど（ロ）の
方法が採用されている。（ロ）の方法の場合、除霜時間
の前後に約１分づつ停止状態があるため実質的に除霜時
間が２分間程度長くなったのと同じようなことになりそ
の間に室内のＶＷ度が下がってしまうといった問題があ
った。

く　　目　　的　　〉 本発明は、四方弁等の熱媒の流れを切換える弁を使用せ
ずに除霜運転を可能とする空気調和機の提供を目的とす
るものである。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を第１図ないし＄３図に基いて説
明する。なお、第４図ないし第６図に示す従来と同一機
能部品は同一符号で示す。即ち、本発明の空気調和機は
、正転逆転可能な熱媒圧縮機駆動用電動機１８を有する
熱媒圧縮サイクルＡと、該電動機１８の位相を制御する
ことによりその回転方向を制御する制御装置１９とを兵
え、該制御装置１９は、前記電動機１８の回転方向切換
時に該電動機１８の回転を一時的に停止させるよう構成
されたものである。

そして、前記電動機は、圧縮機用の電動機であり、その
圧縮機の構造について第２図で説明すると、２０はシリ
ンダで、第一吸入バルブ２２ａ及び第二吸入バルブ２２
ｂと、第一吐出バルブ２３ａ及び第二吐出バルブ２３ｂ
が設けられ、シリンダ２０内にはロータ２１と仕切板２
４が設けられ、仕切板２４はスプリング２５でロータ２
１に押圧されている。そして該圧縮機３Ａは、ロータ２
１が反時計方向に回転すれば（実線矢印）、冷媒パイプ
の第二出入口２７から熱媒を吐出し第一出入口２６から
吸入し、また時計方向（破線矢印）に回転すれば第一出
入口２６から吐出し、第二出入口２７から吸入するよう
構成されている。即ち、第１図の如く、圧縮ｆｉ３Ａ、
室内熱交換器９、減圧機１０、室内熱交換器１１を順次
配管接続することにより、前記冷媒サイクルＡが構成さ
れ、圧縮機３Ａの回転方向を逆にすることにより四方弁
を用いることなく、冷暖房運転が可能とされる。

また圧縮機３Ａの電動機２は三相誘導電動機であるので
、インバータ装置（第４図参照）からの三相出力Ｕ、Ｗ
、Ｖの位相出力回転の順序を反転させるだけでよく、制
御回路４（マイクロコンピュータ）のソフトウェアで簡
単に実現できる。そして制御装置１９は、電動機の回転
方向切換え時に圧縮８！３Ａを停止させる時間を数秒と
している。

次に制御方法を第３図のタイムチャートで示す。

今、圧縮機３Ａの正転を暖房、逆転を除霜（冷房）と定
義する。まず、暖房（正転）中に着霜すると、一度圧縮
機３Ａを停止する。この停止は、従来のように圧力をバ
ランスさせるためだけではなく圧縮機３Ａの電動ｌｌｌ
１２の回転を停止させるためであるので、従来のような
６０秒〜９０秒も不要であり、数秒で可能である。次に
逆転させて除霜運転に入るが、この場合吐出と吸込が逆
転するので、圧縮ｉ３Ａはしばらくは高圧側で吸込んで
低圧に吐出することになる。そのためいわば圧縮ＰＩｉ
３Ａの回転を利用して圧力バランスを計ることができる
。除霜が終了すれば同様に一度停止してがら正転で暖房
運転に復帰する。このようにすれば無駄な停止時間を最
少に抑えることが可能となる。

〈効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明は、正転逆転可能
な熱媒圧縮機駆動用電動機を有する熱媒圧縮サイクルと
、該電動機の位相を制御することによりその回転方向を
制御する制御装置とを兵え、該制御装置は、前記電動機
の回転方向切換時に該電動機の回転を一時的に停止させ
るよう構成されたものである。

従って、本発明によると、従来の如く四方弁等熱媒の流
れを切換る弁が不要で、しかも切換時に電動機を停止さ
せるための時間だけ一時停止させるため、熱媒前の発生
を極力抑えて除霜運転を行なうことかで鰺、経済的かつ
快適な空気調和機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す熱媒圧縮サイクルの構
成図、第２図は同圧縮機の断面図、第３図は同制御タイ
ムチャート、第４図は従来の四方弁付空気調和機の構成
図、第５図は同四方弁の構成図、第６図は従来のタイム
チャートである。 Ａ：熱媒圧縮サイクル、１８：電動機、１９：制御装置
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 正転逆転可能な熱媒圧縮機駆動用電動機を有する熱媒圧
   縮サイクルと、該電動機の位相を制御することによりそ
   の回転方向を制御する制御装置とを具え、該制御装置は
   、前記電動機の回転方向切換時に該電動機の回転を一時
   的に停止させるよう構成されたことを特徴とする空気調
   和機。