JPS622223B2 - - Google Patents

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JPS622223B2
JPS622223B2 JP58099337A JP9933783A JPS622223B2 JP S622223 B2 JPS622223 B2 JP S622223B2 JP 58099337 A JP58099337 A JP 58099337A JP 9933783 A JP9933783 A JP 9933783A JP S622223 B2 JPS622223 B2 JP S622223B2
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JP
Japan
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speed
air conditioning
conditioning load
motor
air conditioner
Prior art date
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Application number
JP58099337A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5956651A (ja
Inventor
Minoru Kano
Koji Kameshima
Mikikazu Uchida
Juhei Abe
Hideo Uzuhashi
Yasuo Hosoda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Priority to JP58099337A priority Critical patent/JPS5956651A/ja
Publication of JPS5956651A publication Critical patent/JPS5956651A/ja
Publication of JPS622223B2 publication Critical patent/JPS622223B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • 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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • 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の制御方法に係
り、特に、その圧縮機の駆動用電動機の速度を制
御することによつて空調を行う空気調和装置の制
御方法に関する。
〔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、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τとは、 τ=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(N1より大)より小さくな
るにつれて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装
置の制御方法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の間で空調(冷・暖
房)負荷に応じて制御し、空調負荷が一定レベル
以下のときは、空調負荷に応じて最小回転数Nと
停止の間で断続運転するように制御するが、高負
荷時の速度制御パターンと低負荷時の速度制御パ
ターンをそれぞれ異ならせ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
調和装置のその他の設計条件、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、空調負荷が一定レベ
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、空
調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、断続回転数が極端に減少す
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、本発明を具体的な実施例によつて詳細に
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、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、これらを具
備して後述の電動圧縮機7の運転停止指令および
回転速度制御指令を発生する制御指令手段8が構
成されている。室内温度検出器1、室内目標温度
設定器2、温度偏差検出器3によつて、空調負荷
検出手段9が構成されている。また、速度信号発
生器4、断続制御信号発生器5、速度制御信号比
較選定器6により、速度信号発生手段10が構成
されている。電動圧縮機7は圧縮機部と電動機部
と上記制御指令を受けて電動機を駆動制御する速
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
空調負荷に相当する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
に示す対応例のように、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。
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、
温度偏差がD4を経てD1へ低下する間は座標点
(D4、N4)より座標点(D、N)に同図矢印のよ
うに変化する速度信号を発生し、空調負荷がD4
を下まわる状態で運転が開始された時は、座標点
(D2、N)より座標点(D1、N)または座標点
(D4、N4)に同図矢印のように変化する速度信号
を発生することを示す。
第7図で座標点(D1、N)または(D2、N)
と(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転指令の対応例を示し、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。
第9図は、本発明における別の電動圧縮機の速
度制御方法を示す。第7図の速度制御法に比べ、
低負荷時の電動圧縮機速度をより低速とするよう
になつている。
〔発明の効果〕
以上、本発明では、空調負荷の大小に応じて電
動圧縮機の速度を制御する際に、低負荷時と高負
荷時で、その速度制御パターンを変えると共に、
低負荷時においては電圧圧縮機を、第8図に示す
所定のヒステリシスで断続させるようにしたの
で、電動圧縮機の速度を制御する効果に加え、よ
り運転効率の高い低速の運転率が向上する効果に
より、運転電力の少なくかつ快適度の高い空気調
和装置の制御方法が得られた。
【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制
御法の他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。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 空調すべき目標値と実際の値との差から空調
    負荷Dを検出し、該空調負荷に応じて空気調和装
    置の圧縮機駆動用の電動機の速度を制御し、室内
    の空調を行う空気調和装置の制御方法において、
    該空調負荷Dが前記電動機の最小速度N(>0)
    に対応する所定値D1以下の範囲において停止指
    令を発生すると共に、一定のヒステリシス幅を有
    する所定値D2(D2>D1)以上において運転指令を
    発生し、 該空調負荷の増加に対応して最小速度Nから最
    大速度N4まで増加する第1および第2の速度信
    号パターンを生成し、該第2の速度信号パターン
    は最小速度Nから最大速度N4までの可変速制御
    範囲において該第1の速度信号パターンよりも大
    きくなるようにし、 前記停止指令により前記電動機を停止制御し、 前記運転指令が発生されている期間において、
    該空調負荷Dが前記電動機の最大速度制御範囲に
    到りその後前記所定値D1以下となるまでは該第
    2の速度信号パターンにより前記電動機の速度を
    制御し、前記電動機の停止制御の結果該空調負荷
    Dが前記所定値D2以上となり該最大速度制御範
    囲となるまでは該第1の速度信号パターンにより
    前記電動機の速度を制御することを特徴とする空
    気調和装置の制御方法。
JP58099337A 1983-06-06 1983-06-06 空気調和装置の制御方法 Granted JPS5956651A (ja)

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JPS5956651A JPS5956651A (ja) 1984-04-02
JPS622223B2 true JPS622223B2 (ja) 1987-01-19

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4721979U (ja) * 1971-03-15 1972-11-11
JPS49104307A (ja) * 1973-02-12 1974-10-02

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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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