JPS62213634A - 空気調和機の能力制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気調和機の能力制御装置に係り。

外気温度の変化にともなう冷凍サイクルの高圧側冷媒圧
力の変動を制御するのに好適な、空気調和機の能力制御
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

まず、従来技術の一例を第２図を参照して説明する。

第２図は、比較的中、大容量の、従来の空冷ヒ−トポン
プ式空気調和機の制御回路図である。

第２図において、１は圧縮機用電動機、２は室内送風機
用電動機、３は、外気側の熱交換器（図示せず）に送風
するだめの室外送風機用電動機。

４は圧縮機用電磁開閉器、５は室内送風機用電磁開閉器
、　　６．　７．　８は補助リレー、９は冷暖房切換ス
イッチ、１０は、室内への送風を制御する送風強弱切換
スイッチである。１１ば３点押釦スイッチで、送風用押
釦スイッチ１１−１．冷、暖房用押釦スイッチ１１−２
、停止用押釦スイッチ１１−３よりなっている。１２は
、安全装置としての高圧遮断装置、１３は除霜制御スイ
ッチ。

１４は温度調節器である。

送風運転時には、送風用押釦スイッチ１１−１を押すと
、室内送風機用電磁開閉器５が励磁され室内送風機用電
動機２が回転する。

空調時１例えば暖房運転時には、暖房押釦スイッチ１１
−２を押すと、補助リレー６が励磁されて自己保持回路
を形成し、冷暖房切換スイッチが暖房になっており温度
調節器１４が入っていれば１圧縮機用電磁開閉器４が励
磁されて圧縮機用電動機１が回転する。

除昂運転時には、除霜制御スイッチ１３をＯＦ’Ｆ’に
すると、補助リレー７が消磁されて室外送風機用電動機
３が停止するとともに、補助リレー８が励磁されて室内
送風機用電動機２が低速運転に切換わって除霜が行われ
る。

停止用押釦スイッチ１１−３を押せば空気調和機は停止
する。

このような空冷ヒートポンプ式空気調和機において、室
外送風機用電動機３は、（１）出力が大きいこと、（２
）出力の割に小形化が可能で製作が容易であること、（
３電動機として安価であること、（４〉電磁振動が少な
いことなどから、一般に３相誘導電動機が採用されてお
り、単相品の採用は事実上困難であった。

３相誘導電動機を使用する場合の問題は、単相の場合の
ようなタップ切換えなどによる速度切換えの適用が難し
いことである。

きて、ヒートポンプ式空気調和機は、冷暖房負荷の変動
に対応して圧縮機の能力を制御できることが望ましい。

冷暖房負荷の変動に拘りなく圧縮機を連続運転させると
低負荷時に冷凍サイクル系の高圧側冷媒圧力の異常変動
のため運転効率が悪くなる。

その対策として、例えば特公昭４８−１０３３４号公報
記載のように、圧縮機用電動機として極数変換形誘導電
動機等を用い、冷房運転時に冷凍サイクル系の低圧圧力
を検知し、暖房運転時に冷凍サイクル系の高圧圧力を検
知する圧力開閉器と、この圧力開閉器に接続されて切換
え作動する電磁接触器とを設けて、圧縮機を空調負荷の
高低に対応する冷凍能力で段階的な運転制御を行わせる
技術が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述の第２図に示した空冷ヒートポンプ式空気調和機で
は、室外送風機用電動機３に３相誘導電動機を採用し、
室内送風機用電動機２には、出力が比較的小さいことな
どかる単相誘導電動機を採用している。特に室内送風機
に、風量の制御や騒音低減の機能向上のため風量の強弱
切換機構を付加した。すなわち送風強弱切換スイッチ１
０を備えだ空冷ヒートポンプ式空気調和機では、例えば
、暖房運転時、室内の設定温度が比較的高く、室外温度
も高めのとき、弱風設定することにより、冷凍サイクル
における高圧側冷媒圧力（凝縮圧力）の上昇が激しくな
る。

一般に、冷凍サイクルの配管系には、このような場合を
考慮して、ここには図示しないが、高圧圧力調整弁が設
けてあり、高圧の液冷媒を低圧のガス側にバイパスさせ
て高圧圧力の上昇度合いを抑制する方策を実施している
。

しかし、それでも高圧の上昇が激しく、安全装置である
高圧遮断装置１２の設定値まで達して空気調和機を停止
させてしまうことが多く、運転温度範囲の狭い製品とな
って、使い勝手の劣る製品となってしまうことが否めな
かった。

一方、特公昭４８−１０３３４号公報記載の技術は。

空調負荷に対応する冷凍能力を圧縮機の段階的な出力制
御により行うもので、以下に説明する本発明のように室
外送風機の回転数を制御して外気温度の変動に対応する
ものとは技術手段の発想を異にしている。

本発明は、前述の従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、外気温度の変化にともなう冷凍サイクル
の高圧側冷媒圧力の変動を抑制し、運転可能な室内およ
び室外温度範囲を拡大する、使用条件の広い実用的な空
気調和機の能力制御装置の提供を、その目的としている
。

〔問題点を解決するだめの手段〕

前述の問題点を解決するために、本発明に係る空気調和
機の能力制御装置の構成は、少なくとも外気側の送風機
用電動機として３相誘導電動機を備えた空気調和機の制
御回路に、外気温度の変化にともない冷凍サイクルの高
圧側冷媒圧力が所定圧力に達すると接点を開く高圧圧力
開閉器と、この高圧圧力開閉器に接続する送風機制御用
補助リレーとを設け、この補助リレーの接点を、前記外
気側の送風機用電動機に取り込む３相の供給電源のうち
の１相に設けたものである。

〔作用〕

上記技術手段によれば、例えば、空冷ヒートポンプ式空
気調和機の暖房運転時に、外気温度が高くなり、冷凍サ
イクルの高圧側冷媒圧力すなわち凝縮圧力が異常に上昇
し、所定圧力より高圧になると、高圧圧力開閉器の接点
を開くことにより送風機制御用補助リレーの接点を開い
て、室外送風機用電動機を３相結線から単相結線になる
よう１相を欠相せしめる。これにより、室外送風機用電
動機は単相運転となり回転トルクを減少し、室外送風機
の回転数を低下させるので、室外ユニットの熱交換量が
低下する結果、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力が低下し
、高圧遮断装置の作動に至らない空気調和機運転領域が
拡大する。

〔実施例〕

以下、本発明の各実施例を第１図および第３図を参照し
て説明する。

まず、第１図は、本発明の一実施例に係る空冷ヒートポ
ンプ式空気調和機の制御回路図で、図中、第２図と同一
符号のものは、従来技術と同等部分であるから、その説
明を省略する。

第１図において、１５は高圧圧力開閉器、１６は、高圧
圧力開閉器１５に接続する送風機制御用補助リレー、１
６ａは、この補助リレー１６の接点で、室外送風機用電
動機３に取り込む３相の供給電源Ｓ、Ｔ、Ｒのうちの１
相Ｓに設けている。

高圧圧力開閉器１５は、本空冷ヒートポンプ式空気調和
機の暖房運転時に、外気温度が高ぐなシ。

冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力が所定圧力より高圧にな
ると、その圧力を検知して接点が開となるものである。

ここに前記所定圧力は、図示しないが、従来冷凍サイク
ルの配管系に設けていた、高圧の液冷媒を低圧側にバイ
パスさせるための高圧圧力制御弁の設定圧力と、図に示
す安全装置である高圧遮断装置１２の設定圧力との間の
圧力に設定することが望ましい。

このように制御回路を構成したヒートポンプ式空気調和
機の暖房運転時の動作を説明する。

暖房運転時、室内の設定温度が比較的高く、室外温度も
高くなると、凝縮器として作用する室内側熱交換器（図
示せず）の凝縮圧力、すなわち、冷凍サイクルの高圧側
冷媒圧力が上昇し、高圧圧力制御弁の設定値を越えても
、なお高圧圧力が上昇するような条件下で運転される場
合、予め設定した所定圧力に達し、より高圧になると、
高圧圧力開閉器１５が作動してその接点を開き、したが
って送風機制御用補助リレー１６の接点１６ａが開路と
なって室外送風機用電動機３を３相結線がら単相結線と
なるよう１相を欠相せしめる。これにより室外送風機用
電動機３は単相運転に切換わるので、電動機の回転トル
クが減少し、室外送風機の回転数が低下する。したがっ
て蒸発器として作用する室外側熱交換器（図示せず）に
おける熱交換量が低下する結果、冷凍サイクルの高圧側
冷媒圧力の上昇が抑制されて高圧圧力が低下するので、
高圧遮断装置１２の作動に至らない運転領域が拡大する
。

なお、単相運転切換により、室外送風機用電動機３の巻
線の温度上昇が、３相運転時より相対的に上昇するが、
暖房運転時は、電動機周囲の空気温度が、冬期の外気ま
たは冬期の外気が蒸発器を通過して熱交換されて幾分さ
らに温度低下した状態となるので、これと反対条件の電
動機周囲空気が高くなる夏期の冷房運転を基準に、許容
温度内となるよう選定されている巻線温度と比較して、
十分下廻る巻線温度とすることができるので電気的な障
害はない。

本実施例によれば、室外送風機用電動機として３相誘導
電動機を使用する、比較的中、大容量の製品、あるいは
３相誘導電動機の特性を生かし。

小容量の製品に使用する場合なども含め、暖房運転時、
室内ユニットの低風量設定、フィルター目詰シによる風
量の大巾低下環に加え、室内設定温度および外気温度が
かなり高い状況下にあっても、冷凍サイクル配管系にお
ける高圧圧力調整弁による液バイパス回路と、室外送風
機用電動機の単相運転との相乗作用により、冷凍サイク
ルの高圧側冷媒圧力の上昇が抑制され、運転可能の室内
温度。

室外温度の範囲が拡大し、実用性、汎用性に優れた空冷
ヒートポンプ式空気調和機を提供することができる。

なお１本制御手段は、空気対水熱源の空冷ヒートポンプ
式空気調和機にもそのまま適用できることはいうまでも
ない。

次に、本発明の他の実施例を第３図を参照して説明する
。

ここに第３図は、本発明の他の実施例に係る冷房機の制
御回路図である。図中、第１，２図と同一符号の部分は
、先の実施例の空冷ヒートポンプ式空気調和機の各部に
対応する同等部分であるから、その説明を省略する。

第３図において、１７はタイマー、１８は高圧圧力開閉
器、１９は送風機制御用補助リレー、１９ａは、この補
助リレー１９の接点で、室外送風機用電動機３に取り込
む３相の供給電源のうちの１相に設けている。

高圧圧力開閉器１８は、本冷房機の冷房運転時に、外気
温度が低下し、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力が所定圧
力より低下すると、その圧力を検知して接点が開となる
ものである。

このような制御回路を構成した冷房機の冷房運転動作を
説明する。

送風用押釦スイッチ１１−１．冷房用押釦スイッチ１１
−２を押すと、補助リレー６の接点６ａが自己保持回路
を形成し、温度調節器１４の制御により冷房運転を開始
する。

外気温度が約２０Ｃ以上ある通常の冷房運転時には、冷
凍サイクルの高圧側冷媒圧力は正常な圧力となっている
ため高圧圧力開閉器１８は閉じたままとなっており、送
風機制御用補助リレー１９の接点１９ａは閉路となって
おり、室外送風機用電動機３には３相電源が供給されて
いる。

冷房運転時は、室外側熱交換器（図示せず）は凝縮器と
して作用しており、室内側熱交換器（図示せず）は蒸発
器として作用している。したがって室外送風機は凝縮器
冷却用として機能する。

外気温度が低下し、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力（凝
縮圧力）が低下すると、室内側の蒸発圧力も異常低下す
る。高圧圧力開閉器１８は、高圧側冷媒圧力が所定圧力
より低下すると、その接点を開き、送風機制御用補助リ
レー１９の接点１９ａも開路となり、室外送風機用（凝
縮器冷却用）電動機３は単相運転に切換わる。したがっ
て、室外送風機用電動機３の回転トルクが減少し、室外
送風機の回転数は低下し、凝縮器冷却空気量が減少する
ため、高圧側冷媒圧力の異常な低下を防止し正常な値に
保つことができる。

なお、高圧圧力開閉器１８は、頻繁な開閉を防止するた
め開閉の圧力差を大きくしている。

また、始動時には、タイマー１７の接点１７ａが閉じて
いるだめ、送風機制御用補助リレー１９の接点１９ａは
閉じており、単相始動による室外送風機用電動機３の焼
損を防止している。

本実施例によれば、冷房機を夏期以外の中間期に運転す
るに当シ、外気温度低下時にも正常な冷房運転を可能に
することができるので、従来より運転範囲の広い製品を
安価に供給することができる。

なお、前述の第１図の実施例では、空冷ヒートポンプ式
空気調和機の暖房運転時に、外気温度が高くなったとき
の冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力の上昇に対応する能力
制御について説明したが５空冷ヒ一トボ／プ式空気調和
機の冷房運転時に、外気温度が低くなったときの高圧側
冷媒圧力の低下に対応する能力制御も、第３図の実施例
に準じて可能であシ、空冷ヒートポンプ式空気調和機に
よる中間期の冷房運転領域を拡大できることはいうまで
もない。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、外気温度の変化に
ともなう冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力の変動を抑制し
、運転可能な室内および室外温度範囲を拡大する、使用
条件の広い実用的な空気調和機の能力制御装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る空冷ヒートポンプ式
空気調和機の制御回路図、第２図は、従来の空冷ヒート
ポンプ式空気調和機の制御回路図、第３図は１本発明の
他の実施例に係る冷房機の制御回路図である。 ３・・・室外送風機用電動機、１５．１８・・・高圧圧
力開閉器、１６．１９・・・送風機制御用補助リレー、
（ほか１名　（（、−、−（、、，７１：第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも外気側の送風機用電動機として３相誘導
   電動機を備えた空気調和機の制御回路に、外気温度の変
   化にともない冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力が所定圧力
   に達すると接点を開く高圧圧力開閉器と、この高圧圧力
   開閉器に接続する送風機制御用補助リレーとを設け、こ
   の補助リレーの接点を、前記外気側の送風機用電動機に
   取り込む３相の供給電源のうちの１相に設けたことを特
   徴とする空気調和機の能力制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、空気調
   和機は空冷ヒートポンプ式空気調和機であつて、高圧圧
   力開閉器は、暖房運転時に外気温度が高くなり冷凍サイ
   クルの高圧側冷媒圧力が所定圧力より高圧になると接点
   を開くことにより送風機制御用補助リレーの接点を開い
   て、外気側の送風機用電動機を３相から単相の運転に切
   換えさせるように構成したものである空気調和機の能力
   制御装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、空気調
   和機は冷房機であつて、高圧圧力開閉器は、冷房運転時
   に外気温度が低下し冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力が所
   定圧力より低下すると接点を開くことにより送風機制御
   用補助リレーの接点を開いて、外気側の送風機用電動機
   を３相から単相の運転に切換えさせるように構成したも
   のである空気調和機の能力制御装置。