JPS6211259B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷媒圧縮機の容量を制御して高効率な
運転を行なうと共に、住環境における快適な空気
調和を行なう空気調和機を提供するところにあ
る。

従来の空気調和機では冷媒圧縮機を駆動する電
動機に極数変換式電動機を使用し、室内側熱交換
器に通風する送風機を前記冷媒圧縮機の極数の切
換に応動してタツプ切換し、その送風量を切換え
ることにより負荷に応じてその能力を切換え、効
率の良い運転を行なつていた。しかし、前記送風
機の風量を圧縮機の極数に応じて行なつていたた
めに次の様な欠点を有していた。

すなわち、冷房運転時においては前記圧縮機の
起動時、室温は高いために圧縮機は高速回転する
が、この時、前記送風機の風量も大きく、その結
果、室内側熱交換器を通過する空気は大きな熱量
を有し、その結果室内側熱交換器にて蒸発する冷
媒への熱伝達量は大きく、冷媒の蒸発圧力は上昇
し、熱交換器の表面温度が高くなり、そのため
に、室内空気は顕熱の熱交換量が大きく、潜熱の
熱交換量は非常に少なく、ほとんど減湿しない状
態で冷媒圧縮機の起動時の立ち上がり状態が続く
場合がある。一方、人間の生理上、温度と湿度に
対する不快感は一般的に湿度に対して敏感である
ために、起動時に送風量を大きくして顕熱量を大
きくするよりも潜熱量を大きくとる方が快適性の
ためにも得策である。

またヒートポンプ運転時において室内温度が低
い場合には圧縮機は高能力運転するが、送風量も
大きい、その結果、空気調和機より吹出される空
気の温度は低く、一般に言われているコールドド
ラフト現象が生じ、不快感をもよおす結果となつ
ていた。以上のことはサーモスタツトを用いて室
温に応じて圧縮機の極数変換とフアンモータの回
転数制御を行なうことにより冷房能力を変えるよ
うにした制御装置においても同様のことが言え
る。

また室内側吸込空気温度を感知する温度調整器
と室内側吸出空気温度を感知する温度調節器を設
け、暖房運転時に室内側吸込空気温度および吹出
空気温度の両方が夫々の設定温度に達するまで室
内フアンを逆転せしめ風量を減少するヒートポン
プ式空気調和機があるが、これは結果としてこの
空気調和機は暖房運転の開始時や室温が所定の温
度に達した時の圧縮機の運転／停止に応動した送
風機の風量制御をするのみであつた。そのため、
室温が所定の温度に達した後は送風量は低下する
が、その結果、室内側熱交換器の放熱能力が低く
なり冷媒凝縮圧力が上昇し、圧縮機の消費電力量
が増加したり、熱い温風が吹出し不快感をもよお
すという問題点があつた。

本発明は以上の様な従来の問題点を解決したも
のであり、その一実施例の空気調和機を第１図に
示す。

電動冷媒圧縮機１は冷房運転と暖房運転を切換
える四方切換弁２を介して室外側熱交換器３、逆
止弁４を並列に設けた冷房用絞り装置５、逆止弁
６を並列に設けた暖房用絞り装置７及び室内側熱
交換器８を順次冷媒配管９にて接続され冷媒回路
を構成している。前記室外側熱交換器３に通風す
る送風機１０、前記室内側熱交換器８に通風する
室内側送風機１１が設けられ、この室内側送風機
１１の送風量の制御をする為に、電源１２を前記
室内側熱交換器８の吹出し空気温度を検出する温
度検知器１３の信号により位相制御回路１４にて
位相制御を行ない送風機１１の回転数を制御して
いる。この位相制御回路１４は暖房運転時と冷房
運転時に後に述べるように風量制御が逆特性とな
るように制御する。

また、室内空気温度を室温検知器１５により検
出して前記冷媒圧縮機１の容量を制御している。
すなわち、交流電源１６を整流回路１７により直
流電源に変換しこの直流電源を前記室温検知器１
５よりの信号と室内空気設定温度に対応する信号
との比較を行ない、その差に応じた出力を出す容
量設定器１８の出力により前記直流電源の電圧を
チヨツパ回路（図示せず）を含む電圧調節器１９
を制御する。この電圧調節器１９の出力である直
流電圧に応じた周波数の交流矩形波を発生するイ
ンバータ回路２０の出力を電線２１にて前記電動
圧縮機１に供給する。すなわち、設定温度に対
し、室内空気温度との差の大小により空調負荷を
検知して、その信号により、前記圧縮機１へ供給
する電源周波数を変化させ、その周波数に対応し
た回転数にて回転し容量を制御する。尚、前記位
相制御回路１４に室内空気温度の補正を行なう為
に前記温度検知器１５の出力を入力している。

次に本実施例の作用を説明する。

暖房運転時、前記空気調和機の起動時は、室温
設定温度に対し室内空気温度は十分に低い状態に
あるのが一般的である。その結果、電圧調節器１
９の出力は高く、それに応じてインバータ回路２
０は圧縮機１に高い周波数の電源を供給し、圧縮
機１は高速回転し、高容量で運転するが、起動時
の室内側熱交換器８内の冷媒凝縮温度は低く、高
い暖房能力は出ないが、室内側熱交換器８を通過
した室内空気温度を温度検知器１３で検知し送風
機１１の回転数を低下させ、送風量を少ない状態
で運転する。その結果、冷媒凝縮温度が急速に上
昇し、前記吹出し空気温度を急速に上昇させ、居
住者に冷風が当たり不快感をもよおさせるのを防
ぐ。前記吹出し空気温度が上昇するにつれ、送風
機の風量も増大し、高い暖房能力で室内を暖房す
る。

室温が上昇するにつれ、室温検知器１５にて室
温を検知し、設定温度に近ずくにつれてインバー
タ回路２０の周波数を低下させ、圧縮機１の容量
を低下させる。この時、室内側熱交換器８より吹
出される空気の温度を温度検知器１３で検出し送
風機１１の風量を低下させ、その入力を低下させ
効率を良好にする。しかし、送風量が極端に減少
すれば室内側熱交換器８の冷媒凝縮温度が上昇
し、それに対応する冷媒凝縮圧力が上昇し圧縮機
１の負荷が上昇し入力が増加する。この入力増加
量が前記送風機１１の入力減少量よりも大きくな
る場合がある。この様な結果にならない様に暖房
運転時室内空気温度が上昇した場合、吹出し温度
設定値を低下する事により送風機１１の送風量を
多少増加させる様にする。この制御を前記室温検
知器１５の出力を位相制御回路１４に入力し、送
風量が極端に低下しない様に補正する。以上のよ
うに暖房運転開始時は送風量は低く、吹出空気温
度が上昇するにつれ送風量は増加し、室内空気温
度が上昇するにつれ圧縮機の容量を低下させると
共に吹出空気温度を検知し再び送風量を低め、あ
るいは吹出温度が高い場合は送風量をそのまま維
持し圧縮機容量制御による高効率運転と吹出空気
温度の最適化によつて快適性を向上することがで
きる。

次に冷房運転の場合を説明する。暖房運転とは
逆に四方弁２を切換え、冷媒の流れを反転させ
る。この場合、室内側熱交換器８は冷媒の蒸発器
となる。冷房運転の起動時は一般に室内空気温度
が高いため、圧縮機１は暖房時と同様に高容量運
転する。そして室内側熱交換器８には起動時冷媒
が十分に供給されないのと同時に室温が高い為に
室内側熱交換器８の冷媒蒸発温度は高くその結
果、空気と接触する表面温度は上昇し、ほとんど
顕熱のみ熱交換される。一方、人間の生理上、温
度よりも湿度によつて不快感をもよおす傾向があ
る。故に冷房運転時には急速に湿度を減少させる
必要があるが本発明の空気調和機では前記の如く
室内側熱交換器８の吹出し空気温度を温度検知器
１３に検出して送風機１１の風量を制御する。こ
の時、暖房運転とは逆に吹出し温度が高い時には
風量を低下するようにする。

すなわち起動時前記の如く室温は高い為に、室
内側熱交換器８の吹出し空気温度は高くなるが、
その温度を検知して室内側熱交換器８の送風量を
低下させ、熱交換量を低下させる。それと共に圧
縮機１は高容量運転している。その結果、室内側
熱交換器８の冷媒蒸発温度は急速に低下し、熱交
換器表面温度は低下し潜熱熱交換量が大きくな
り、室内空気は急速に減湿される。この結果、室
内空気の相対湿度は急速に低下し、快適な環境を
早く作り出す。

この様にして起動した後、圧縮機１の高容量運
転により、冷媒が十分に蒸発器８へ供給される様
になると蒸発器８の冷房能力は大きくなり、室内
空気が十分に冷却減湿されて蒸発器８を通過す
る。この結果、蒸発器８の吹出し空気温度は低下
し、それを温度検出器１３にて検出して送風機１
１の風量を徐々に増加させ、十分な冷房効果を発
揮する。室内空気温度が低下すれば、その温度を
室温検知器１５で検出しインバータ回路２０の周
波数を低下させ、圧縮機１は低容量運転となる。
それに対し、蒸発器８の冷房能力は負荷に応じて
低くなり効率の良い運転を行なうと共に、送風機
１１の回転数も低下し、送風機１１の入力も低く
なり、圧縮機１の低容量運転時にも効率の良い空
気調和機の運転が可能となる。

室温が十分に低下し、圧縮機１の容量が減少
し、送風機１１の送風量が極端に低下した場合、
圧縮機１の負荷が増大し、入力の増加量が送風機
の入力減少量を上まわらない様に室温が低下した
場合室内側熱交換器８、吹出し空気温度を上昇さ
せる事により送風量を多少増加させる様に補正し
圧縮機１の低容量回転で送風量が極端に低下する
事に生じる効率の低下を防ぐ。

以上の実施例では冷媒圧縮機の容量制御をイン
バータ回路による周波数可変で行なつているが、
圧縮機のシリンダ内の圧縮行程中の冷媒を圧縮機
の吸入側にバイパスする方法でも、又極数変換方
法でも可能な事は云うまでもない。

本発明の空気調和機は冷媒圧縮機、四方切換
弁、室外側熱交換器、絞り装置、室内側熱交換器
を冷媒配管にて接続した冷媒回路と、少なくとも
前記室内側熱交換器に室内空気を通風する送風機
と、室内空気温度を検出する室温検知器と、前記
室内側熱交換器の吹出し空気温度を検出する温度
検知器とを有し、前記室温検知器の信号を受け設
定温度との比較により前記冷媒圧縮機の容量を制
御する容量制御器と、前記温度検知器の信号を受
けて暖房運転の前記吹出し空気温度の低い時に前
記送風機の風量を減少させる制御器とで運転制御
してなるもので、暖房運転開始時、低温の室内空
気を室温検知器で検知し、冷媒圧縮機を高容量運
転し、しかも室内側熱交換器の低温吹出し空気を
温度検知器で検知し低風量にして、冷媒圧縮機の
負荷を増大させ暖房運転の立ち上がりを良好にす
るとともに、吹出し空気温度を上昇させ快適性を
向上させ、また吹出し温度が上昇するにつれ送風
量も増大させ高い暖房能力で室内を暖房し立上り
運転を早めると共に高効率運転を可能にする。室
温が上昇し所定の温度に達した時には室温検知器
によつて冷媒圧縮機を低容量運転し、その結果の
吹出し空気温度低下するのを検知して再び風量を
低下することができ冷媒圧縮機の入力低減と共に
送風機入力も低減でき高効率な運転が可能とな
る。しかも、吹出し空気温度を適当な高い状態に
保ち最適化することにより快適性の良好な空気調
和機を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例における空気調和機の
説明図である。 １……冷媒圧縮機、２……四方切換弁、３……
室外側熱交換器、５……冷房用絞り装置（絞り装
置）、７……暖房用絞り装置（絞り装置）、８……
室内側熱交換器、９……冷媒配管、１１……冷媒
配管、１１……室内側送風機（送風機）、１３…
…温度検知器、１４……位相制御回路（制御回
路）、１５……室温検知器、２０……インバータ
回路（容量制御器）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冷媒圧縮機、四方切換弁、室外側熱交換器、
   絞り装置、室内側熱交換器を冷媒配管にて接続し
   た冷媒回路と、少なくとも前記室内側熱交換器に
   室内空気を通風する送風機と、室内空気温度を検
   出する室温検知器と、前記室内側熱交換器の吹出
   し空気温度を検出する温度検知器とを有し、前記
   室温検知器の信号を受け設定温度との比較により
   前記冷媒圧縮機の容量を制御する容量制御器と、
   前記温度検知器の信号を受けて暖房運転の前記吹
   出し空気温度の低い時に前記送風機の風量を減少
   させる制御器とで運転制御してなる空気調和機。