JPS621499B2 - - Google Patents

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JPS621499B2
JPS621499B2 JP58099336A JP9933683A JPS621499B2 JP S621499 B2 JPS621499 B2 JP S621499B2 JP 58099336 A JP58099336 A JP 58099336A JP 9933683 A JP9933683 A JP 9933683A JP S621499 B2 JPS621499 B2 JP S621499B2
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JP
Japan
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speed
blower
air
indoor
electric motor
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JP58099336A
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JPS5956645A (ja
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Minoru Kano
Koji Kameshima
Mikikazu Uchida
Juhei Abe
Hideo Uzuhashi
Yasuo Hosoda
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/30Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/30Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/46Improving electric energy efficiency or saving
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/86Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling compressors within refrigeration or heat pump circuits

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
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  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は冷媒圧縮用の圧縮機と、圧縮機を駆動
する速度制御駆動部を備える電動機と、室外熱交
換器と、室内熱交換器とを含む冷凍サイクルによ
つて室内を空調する空気調和装置特に、その圧縮
機の駆動用電動機の制御方式に関する。
〔発明の背景〕
従来の空気調和装置においては、圧縮機や送風
機の駆動用電動機として多くは定速の誘導電動機
が使用され、室内温度と目標温度の差に応じて、
電動機の運転・停止を制御していた。このような
制御方式では、電動機の運転・停止が頻繁に起
り、起動の際に大電流が流れ、電動機、圧縮機、
送風機、制御機器等の寿命を縮めること、運転・
停止の間に室温が大きく上下すること、電動機の
停止期間中は熱交換器に冷媒が流れないので、熱
交換器が無駄に遊ぶこと等の欠点があつた。これ
に対して、冷暖房負荷に応じて電動機の回転数を
制御し、熱交換器の冷媒流量を制御すれば、熱交
換器が遊ぶこともなくなり空気調和装置の性能が
向上し、低消費電力運転が可能となり、前記室温
が一定で上下振巾の少ない快適な空調が実現でき
る。
第1図はこのような回転数制御可能な電動機に
よつて駆動される圧縮機(以下電動圧縮機と呼
ぶ)を備えた空気調和機の電動圧縮機の回転数と
冷房または暖房能力の関係を示す。一定回転数
N1以上では、回転数の増加につれて冷房または
暖房能力が増加するので、電動圧縮機の回転数を
制御することにより、冷房または暖房負荷に応じ
た空気調和機の運転が可能である。しかしなが
ら、この図からわかるように、電動圧縮機の回転
数がある一定回転数N1以下の極端に低い場合
は、冷房または暖房能力は少なくなり、空気調和
機を運転するだけ消費電力が無駄になるという欠
点がある。また、第2図は電動圧縮機回転数と冷
房または暖房効率の関係を示す。
ここで冷房または暖房効率ηとは、 η=冷房または暖房能力/総運転電力 で定義される。
図からわかるように最大回転数N4より回転数
が減少するにつれて効率は向上するが、一定回転
数N3(N2より大)より小さくなるにつれ逆に効
率は低下する。したがつて最大回転数N4のとき
の効率と同じ効率を与える回転数N2(N1より
大)以下で運転しても第3図に示す電動圧縮機の
回転数を連続的に制御した場合の回転数と消費電
力との関係でも明らかなように、消費電力の面で
得策ではない。
〔発明の目的〕
本発明は上記断続制御および回転数制御の欠点
を除き、運転電力の少なくかつ快適な空気調和機
を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、冷房または暖房負荷が一定レベル以
上のときは、圧縮機駆動用の電動機の回転数を最
大回転数N4と最小回転数Nの間で冷(暖)房負
荷に応じて制御し、冷(暖)房負荷が一定レベル
以下のときは、冷(暖)房負荷に応じて最小回転
数Nと停止の間で断続運転すると共に、さらに、
空調負荷に応じて室内の送風機を制御することを
特徴とする。ここで最小回転数Nは前記N2とN4
の間で、空気調和装置の設計条件、性能条件を勘
案して選定するものとする。
本発明の実施により、空気調和装置により制御
される目標、例えば室温は、冷(暖)房負荷が一
定レベル以上のときは圧縮機駆動用電動機の回転
数制御により第4図に示すように一定温度に保た
れ、冷(暖)房負荷が一定レベル以下のときは、
圧縮機駆動用電動機の断続と室内送風機の制御に
より、第5図に示すように一定の室温の上下振動
は残るが、従来の断続制御のように大きくはな
く、断続回数が極端に減少するので機器寿命の長
くかつ非常に快適な空調が得られる。更に前記の
如く、空気調和装置の運転性能が大巾に向上する
ので、運転電力の大巾な節約になる。
〔発明の実施例〕
以下本発明の空気調和装置における圧縮機駆動
用の電動機および室内送風機の回転数制御法を実
施例により説明する。第6図は本発明の空気調和
装置における室温を制御する場合の一実施例を説
明するブロツク図で、1はサーミスタのような室
内温度検出器、2は室内目標温度設定器、3は温
度偏差検出器であり、これらは、空調負荷検出手
段9を構成する。4は速度信号発生器、5は断続
制御信号発生器、6は速度制御信号比較選定器で
あり、これらは後述の電動圧縮機7の制御指令発
生手段10を構成する。11は送風機の速度信号
発生器である。9,10,11を具備して制御指
令手段8が構成されている。電動圧縮機7は圧縮
機部と電動機部と上記制御信号を受けて該電動機
を駆動する速度制御駆動部からなる。室内送風機
12は、室内送風機部、電動機部と上記送風機の
速度信号を受けて該電動機を駆動する速度制御駆
動部からなる。次にその制御動作を説明する。ま
ず、室内温度検出器1により検出された室内温度
は、室内目標温度設定器2に設定された目標温度
と温度偏差検出器3において比較されて温度偏差
が求められ、速度信号発生器4により温度偏差に
応じた電動圧縮機7の回転速度が、第7図に示す
対応例のような関係で求められる。また、断続制
御信号発生器5により温度偏差信号のレベル比較
が行なわれ、第8図の対応例に示すように、一定
レベルを越えている場合は運転指令、下まわつて
いる場合は停止指令が出される。速度制御信号比
較選定器6は、上記断続制御信号発生器5の出力
信号が運転指令であれば、速度信号発生器4の電
動圧縮機回転速度信号出力を電動圧縮機7に送
り、上記断続制御信号発生器5の出力信号が停止
指令であれば速度信号発生器4の電動圧縮機回転
速度信号出力をカツトして、電動圧縮機7に停止
信号を送り、このようにして、電動圧縮機7は、
速度制御信号比較選定器6の出力信号に応じて運
転される。この電動圧縮機の運転パターンは、第
7図および第8図を結合すると、第9図の上側の
図で示される。さらに、温度偏差の値に応じて送
風機速度信号発生器11により、第9図の下側に
示す対応例のように、すなわち軽空調負荷になる
と送風機速度が制御され、電動圧縮機7が停止す
る状態では最低風量となるような速度信号が発生
され、 この信号によつて室内送風機12が運転され
る。
第7図は第6図における速度信号発生器4の温
度偏差に対する速度信号の対応例を示し、温度偏
差がD4より大きい場合は最大回転数N4を与え、
D4より小さくD1との間であれば最小回転数Nと
最大回転数N4の間の値を与えることを示す。第
7図で、座標点(D1、N)、(D4、N4)は必ずしも
直線で結ばれる必要はなく、空気調和装置の運転
特性と制御目標によつては直線以外でもよい。
第8図は第6図における断続制御信号発生器5
の温度偏差に対する運動指令の対応例に示し、温
度偏差がD2より大なるときは運転指令が発生さ
れ、温度偏差が漸次小さくなつてD1になるとそ
の瞬間に停止指令が発生され、D1以下である限
りまたは上昇してD2を越えるまではそれが継続
され、D2を越えた瞬間に運転指令が発生される
ことを示すいわゆるヒステリシス特性である。
以上の結果第9図で温度偏差がある一定値D4
を下まわると電動圧縮機の回転数制御が開始さ
れ、温度偏差が小さくなるにつれ電動圧縮機の回
転数は低下する。他方、送風機は温度偏差が低下
しD3以下になると回転数が温度偏差の値に応じ
て低下し、送風機風量が制御されるようにし、温
度偏差がD1以下になると電動圧縮機は停止する
が、送風機は最低速回転となり最低風量Wを維持
する。逆に温度の上昇時には、送風機風量は温度
偏差がD1を上まわると増加しはじめ、D3以上に
なると最大風量W4を保持するが、電動圧縮機は
温度偏差がD2を越えて始めて起動され、その後
は温度偏差の値に応じて回転数が制御される。
〔発明の効果〕
このように送風機の風量制御と電動圧縮機の回
転数制御を組み合せる長所は、送風機の風量制御
により、冷(暖)房能力の制御範囲が更に拡が
り、電動圧縮機の起動停止の頻度が更に少なくな
り、機器寿命を長くすること、次には、居住者に
対する風流が制御され、例えば冷房時には室内が
暖かいときには風が強く当つて涼感を与え、室内
が冷えてくると風流が減じて冷えすぎ感をなく
し、より快適感覚を与えることである。短所は、
送風機風量を減じることにより、冷(暖)房効率
が少し低下することがあるが、電動圧縮機はかな
り低速回転域にあり、電動圧縮機の消費電力が少
ないこと、送風機回転数低下による送風機の消費
電力が低下することにより総消費電力が小さくな
るので電力消費の面からは許容されるものであ
る。以上から、省電力、快適性向上、機器寿命の
面で効果の高い空気調和装置を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は電動圧縮機回転数と冷(暖)房能力の
関係図、第2図は電動圧縮機回転数と冷(暖)房
効率の関係図、第3図は電動圧縮機回転数と消費
電力の関係図、第4図および第5図は本発明と従
来方式による室温制御の一例を示す図、第6図は
本発明の空気調和装置の一実施例を説明するため
のブロツク図、第7図は第6図における速度信号
発生器の温度偏差と電動圧縮機回転数との対応例
図、第8図は第6図における断続制御信号発生器
の温度偏差と運転停止指令の対応例図、第9図は
本発明の空気調和装置における電動圧縮機の回転
数および室内送風機の風量制御法の実施例を説明
する図である。 1……室内温度検出器、2……室内目標温度設
定器、3……温度偏差検出器、4……速度信号発
生器、5……断続制御信号発生器、6……速度制
御信号比較選定器、7……電動圧縮機、8……制
御指令手段、9……空調負荷検出手段、10……
制御信号発生手段、11……送風機速度信号発生
器、12……室内送風機。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 冷媒圧縮用の圧縮機と、該圧縮機を駆動する
    電動機と、室外熱交換器と、該室外熱交換器用の
    室外送風機と、室内熱交換器と、該室内熱交換器
    用の室内送風機とを含む冷凍サイクルによつて室
    内を空調する空気調和装置において、目標温度設
    定値と室内温度検出器の出力との差信号に基づき
    空調負荷を検出する空調負荷検出手段と、該空調
    負荷の大小に応じて前記電動機を最大速度N4
    ら最小速度Nまで可変速制御するための速度制御
    信号を発生する速度信号発生手段と、該空調負荷
    が前記電動機の最小回転数Nに対応する所定値
    D1以下の範囲においては停止指令を形成し、一
    定のヒステリシス幅を有する所定値D2(D2
    D1)以上においては運転指令を形成する断続制御
    信号発生手段と、該停止指令により前記電動機を
    停止制御し、該運転指令の発生されている期間は
    前記速度制御信号を前記電動機に出力する比較選
    定手段と、該空調負荷が該所定値D1以下では最
    小速度となり、該所定値D1から増加するにつれ
    て大となり、前記電動機速度が最大速度N4とな
    る該空調負荷N4よりも小なる所定値D3で最大速
    度となる如き前記室内送風機の速度制御信号を前
    記室内送風機に出力する送風機速度信号発生手段
    とを設けたことを特徴とする空気調和装置。
JP58099336A 1983-06-06 1983-06-06 空気調和装置 Granted JPS5956645A (ja)

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JPS5956645A JPS5956645A (ja) 1984-04-02
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63215299A (ja) * 1987-03-04 1988-09-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 圧電発音体

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4721979U (ja) * 1971-03-15 1972-11-11
JPS49104307A (ja) * 1973-02-12 1974-10-02

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