JPS6314029A - 空気調和装置 - 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〕 この発明は、複数の圧縮機を運転し、５０チ容量制御時
に負荷とバランスした場合、出口水温が下がらない状態
で連続運転するようにした空気ル／１和装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

第５図は従来の空気調和装置の構成図である。

この第５図において、空気調和装置１は互いに独立する
２台の圧縮機２ａ、２ｂ、非利用側熱交換器３ａ、３ｂ
、絞り装置４ａ、４ｂおよび利用側熱交換器５ａ、５ｂ
により構成された互いに独２した冷凍サイクルＡ、Ｂを
有するように構成されている。

非利用側熱交換６３ａ、３ｂには、送風機５０ａ。

５０ｂによシ空気が取り入れられる。

また、利用側熱交換器５ａ、５ｂには空気調和用循環水
の流入−ｉ出を行うための流入管６および流出管フが並
列に接続されており、各利用側熱交換器５ａ、５ｂＫ空
気調和用循環水が取り入れられる。

８は流入管６の最上流部に感温部８ａが設けられた容量
制御を行うための温度検出装置である。

なお、図中実線矢印は冷媒の流れ方向を、破ね矢印は熱
媒の流れ方向を示す。

次に１以上のように構成された従来の空気調和装置１の
作用について説明する。圧縮機２ａ、２ｂより吐出され
た高圧ガス？Ｖ媒は、非利用側熱交換器３ａ　、３ｂに
導かれ、送風機５０ａ、５０ｂにより取り入れられた空
気に放熱して凝縮し、絞り装置４ａ、４ｂにて減圧され
、利用側熱交換器５ａ、５ｂに導かれ蒸発するとともに
、利用側熱交換器５ａ、５ｂを流通する空気調和用循環
水（以下冷水という）を冷却し、圧縮機２ａ、２ｂに戻
るという周知の冷凍サイクルを構成している。

また、冷水の流入口６および流出ロアには、冷水循環ポ
ンプおよび室内ファンコイルユニットが水配管（以上図
示せず）によって接続されておシ。

利用側熱交換器５ａ、５ｂにより供給される冷水によっ
て室内の冷房を行う。

さらに、冷水流入管６に感温部８ａを設けである温度検
出装置８は冷水入口温度つまり、室内ファンコイルユニ
ット通過後の冷水温度に３じて圧縮機２１，２ｂの発停
を制御し、常時負荷に見合った冷水を供給するためのも
のである。

第６図は前記温度検出装置８の作動温度特性および空気
調和装置１の運転状態を示すものであり。

温度検出装置８は互いに独立する２個の接点を有する２
ステツグ形サーモとしている。

つまり、その設定温度をたとえば高温開切温度を１１．
５℃、高温四人温度を１３℃、低温開切温度１０℃、低
温四人温度を１３℃としており、圧縮機２ａは高温側接
点はより、圧縮機２ｂは低温側接点により発停が制御さ
れている。

したがって、室内ファンコイルユニット側における冷房
負荷が減少した場合には、冷水入口温度は室内からの採
熱量が小さくなる九めに低下し。

その温度が高温開切温度の１１．５℃に達すると圧縮機
２ａの運転は停止し、冷房負荷は圧縮機２ｂのみの運転
によって補われる。

さらに、冷房負荷が減少した場合には、冷水入口温度が
さらに低下し、低温開切温度１０℃に達すると圧縮機２
ｂの運転も停止し、空気調和装置１の運転は完全に停止
し、冷房負荷の増大を待機することになる。

その後、冷房負荷が増大すると、温度検出装置８の感温
部を設けである冷水流入口６における冷水入口温度は上
昇し、その温度が低温四人温度の１３℃に達すると、圧
縮機２ｂが起動し冷水を冷却し始める。

さらに、冷房負荷が増大すると、冷水入口温度が上昇し
、冷水入口温度が高＠側人温度の１４．５”ＣＫ達する
と、圧縮機２ａも起動し、空気調和装置１は１００憾負
荷にて運転する。

また、冷房負荷が５０％程度の状態が継続されると、第
７図のように冷水入口温度が上昇することなく、高温側
接点に制御される圧縮機２ａは停止を続行する。

なお、前述は説明を簡略化するために、冷房負荷が減少
または増大の一方向に変化する場合について述べたが、
途中で随時方向が変わる場合でも。

２台の圧縮機２ａ、２ｂは温度検出装置８により制御さ
れることは説明するまでもない。

〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の空気調和装置は以上のように高温側接点。

低温側接点の双方が所定の大切温度差（大温度マイナス
切温度、前述の場合には３℃）を有した温度検出装置８
を使用して制御しているため、冷房負荷が５０１程度の
場合に低温鯛切温度と高温四人温度の間では、高温側接
点に制御される圧縮機２ａは停止を続行する。

したがって、この場合には第７図に示すごとく、空気調
和装置ｌ・の冷水出口温度は約８℃〜１２℃になって冷
房負荷とバランスする。

一方、室内に設置されるファンコイルユニットの機種選
定は通常冷水温度が７℃程度で行われるため、前述のよ
うに供給水温が９〜１８℃バランスしている場合には、
室内側の冷却能力が十分に確保できないといった弊害を
有している。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
であり、空気調和負荷に応・じて適正に容量制御を行い
かつ容量側（財）中でも十分な空気調和能力を発揮でき
る空気調和装置を提供しようというものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る空気調和装置は、互いに独立した複数の
冷媒サイクルの利用側熱交換器の循積水温度を検出する
温度検出器から発生する温度検出信号が予め決められた
＠度に相当する信号レベルに達したとき、出力信号を発
生する圧縮機運転・停止水温判定手段と、この圧縮機運
転・停止水温判定手段の出力信号に基づき複数の圧縮機
の中から運転または停止させる圧縮機を選択する運転・
停止圧縮機選択手段と、運転・停止圧縮機運転選択手段
の出力信号に基づき、圧縮機の連続運転時間を計測する
圧縮機運転時間計測手段と、この圧縮機運転時間計測手
段によシ計測された時間が一定以上になれば、停止中の
圧縮機に対する運転信号を発生する圧縮機強制運転判定
手段と、運転停止圧縮機選択手段の出力信号に基づき圧
縮機を起動させる複数の圧縮機運転停止手段とを設けた
ものである。

〔作　用〕

この発明においては、温度検出器から発生する温度検出
信号が予め設定された温度に相当する信号レベルに達し
たとき、圧縮機運転・停止水温判定手段から発生する出
力信号に基づき運転・停止圧縮機選択手段が停止させる
圧縮機を選択し、選択した方の圧縮機運転・停止手段が
圧縮機の運転を停止させ、容量制御をするとともに運転
・停止圧縮機選択手段から発生する出力信号に基づき。

圧縮機運転時間計測手段が容量制御開始時からの圧縮機
の運転時間を計測し、この計測した時間が予め設定され
た時間に達すると、圧縮機強制運転判定手段から発生す
る出力信号に基づき、運転・停止圧縮機選択手段が停止
中の圧縮機を選択して圧縮機運転・停止手段が圧縮機を
起動させるように作用する。

〔実施例〕

以下、この発明の空気調和装置の実施例について図面に
基づき説明する。第１図はこの発明の一実施例の全体の
構成図である。この実施例の冷凍サイクル側は従来の実
施例と同様であり、第５図と同一部分には同一符号を付
してその説明を省略するが、図から明らかなように、制
御の部分が以下のように構成されている。

すなわち、９は利用側熱交換器５ａ、５ｂの流入管６に
設けられて入口水温塵を検出し、この入口水温塵に応じ
た出力信号を発生する温度検出器であり、１０は圧縮機
運転・停止水温判定手段であり、上記温度検出器９から
発生する＠度検出信号が予め設定された温度に相当する
レベルに達したとき、出力信号を発生するものである。

運転・停止圧縮機選択手段１１は上記圧ｔａ機運転・停
止水温判定手段１０から発生する出力信号に基づき複数
の圧縮機中より運転あるいは停止させる圧縮機を選択し
て出力信号を発生する。

この運転ｅ停止圧縮機選択手段１１から発生す。

る出力信号に基づき圧縮機運転・停止手段１２ａ。

１２ｂは圧縮機２ａ、２ｂを停止または起動させるよう
にしている。圧縮機運転停止手段１２ａは冷凍サイクル
Ａ側の圧縮機２ａを担当し、圧縮機運転−停止手段１２
ｂは冷凍サイクルＢ側の圧縮機を担当するものである。

さらに、圧縮機運転時間計測手段１３は運転Φ停止圧縮
機選択手段１１から発生する信号に基づき、容量制御開
始時よりの運転継続圧縮機の運転時間を計測し、計測し
た時間信号を出力して圧縮機強制運転判定手段１４に送
出するようにしている。

この圧縮機強制運転判定手段１４は圧縮機運転時間計測
手段１３より出力される時間信号を受けると、圧縮機連
続運転時間が予め設定された時間に達すると出力信号を
発生するものである。

第２図は第１図に示す空気調和装置の電気接続を示す回
路図である。図中、１８は制御装置１７内のマイクロコ
ンピュータであり、ＣＰＵ１９、メモリ２０、入力回路
２１．出力回路２２を有している。

上記温度検出器９と抵抗２４は電源とアース間に直列に
接αされており、この温度検出器９と抵抗との接続点は
Ａ／Ｄ　　（、アナログ／ディジタル）変換器２５の入
力端に接続されている。

Ａ／Ｄ　　変換器２５は温度検出器９の検出出力が入力
され、デジタルに変換（１１，その出力は入力回路２１
に与えられるようになっている。

また、抵抗２７と運転スイッチ２９との直列回路が電源
とアース間に接続されているとともに。

抵抗２８と圧縮機２ａ、２ｂの保護装置３０との直列回
路が′ｌｔ源とアース間に接続されている。この運転ス
イッチ２９と保護装置３０の状態信号も上記入力回路２
１に与えられる。

上記圧縮機運転・停止手段１３ａ、１３ｂは各冷凍サイ
クルＡ、Ｈの圧縮機用電磁開閉器（図示せず）Ｋ信号を
出力する補助リレー３１ａ、３１ｂおよび接点”１ａｉ
＊３１ｂ１と端子３２ａ、３２ｂを有し、トランゾスタ
３３ａ、３３ｂ　　のペースはそれぞれ抵抗３４ａ、３
４ｂ　　を介して出力回路２２の出力端に接続されてい
る。

次に、上記実施例の動作を第３図、第４図を参照しなが
ら説明する。第３図はマイクロコンピュータ１８のメモ
リ２０に記憶された空気調和装置のプログラムを示すフ
ローチャート、第４図はこの発明による空気調和装置の
運転特性線図である。

まず、運転スイッチ２０を閉にすると、そのＯＮ信号が
入力回路２１に入力され、第３図に示すステップ３６が
実行され１次にステップ３７．３８の水温の運転条件で
あるか否かの判定を開始する。

この判定は設定水温に対して温度検出器９の検出した入
口水＠ＴＩ　　が、たとえば、３℃以上高いかどうかの
判定を下すもので、ステツｆ３７は低温側設定水温Ｔａ
ｎに対して３　ｄｅｇ以上入口水温ＴＸが高ければｒＹ
ＥＳＪ　、　　ステラ７’３８は高＠側設定水温Ｔ８ｈ
に釣して３　ｄｅｇ以上入口水温ＴＩ　が高けれはｒＹ
ＥｓＪの判定を下すものである。

この判定では、温度検出器９によって検出された利用回
熱交換器５ａ、５ｂの入口水温はＡ／Ｄ変換器２５によ
りデソタル化されて、入力回路２１に入力される。

次に、ステップ３７にて判定された結果に基づいて１判
定が「ＮＯ」　となった場合は、ステップ４１へ進み、
ステップ３８，３９．４０は実行されないため、圧縮機
２ａ、２ｂは始動されず、ステップ４１〜５０を実行し
、再度ステップ３７が実行され１判定がｒＹＥＳＪ　　
になるまで判定を繰り返す０ｒＹＥ　ＳＪ　　となれは
、ステップ３８に進む。ステップ３８では１判定が「Ｎ
Ｏ」　となった場合はステラｆ４０に進む。

また、ステラ７’３８でＩ’ＹＥＳＪ　　とＡれば、ス
テップ３９に進み、出力回路２２より出力が出てトラン
ゾスタ３３ａをオンし、補助リレー３１ａが励磁されて
、接点３１ａ１が閉じ、端子３２ａより冷凍サイクルＡ
系統の圧縮機用電磁開閉器（図示せず）に信号が出力さ
れて、圧縮機２ａと圧縮機２ａに連動した送風機５０ａ
が運転を開始する。

次に、ステップ４０では、上記ステップ３つと同様にＢ
系統の圧縮機２ｂおよび送風機５０ｂが運転を開始し、
第４図の「Ａ１点で示されるように。

出口水温の低下が始まる。

次に、ステップ４１では、圧縮機２ａ、２ｂに異常がな
いかどうかの判定が行われ、万一異常の判定が行われる
と、ステップ４２に進み、出力回路２２よりの出力がな
くなり、補助リレー３１ａ。

３１ｂが消勢され、圧縮機２ａ、２ｂおよび送風機５０
ａ、５０ｂが停止する。また、圧縮機２ａ。

２ｂが運転していカい場合ｔ−１’：運転が禁止される
。

異常有無の判定は、異常検出器３Ｑの信号が入力回路２
１に入力され、ＣＰＵｌ９にて行われる。

次いで、ステップｌＩ　３にオ？いては、Ｖ□匹検出？
ご９により検出された入口水温ＴＩと、設定された高温
側設足木１Ｔ３ｈがＴ、≦Ｔ８ｈ　　であるかどうかが
判定され、′ｒ、＜：Ｔ、、でなければ、ステツ７°４
・１〜４９は実行せずステップ５０に進む。

第４図のＡ点からＢ点の間がＴＩ≦ＴＢｈ　　の領域で
あり、この間圧縮機２ａ、２ｂは運転を継続し。

空調用循環水の温度を低下させている。

ステップ４３において、　ＴＩ≦ＩＢｂ　　と判定すれ
ば、ステップ４４に進み、冷凍サイクル人系統の圧縮機
２ａが運転中であるかどうかの判定が行われ、運転して
いなければ、ステップ４７へ進む。

また、運転中であれば冷凍サイクルＡ系統の圧縮機２ａ
の停止条件となっているため、ステップ４５が実行され
、出力回路２２よりの出力がなくなり、ひいては圧縮機
２ａおよび送風機５０ａは停止する。

さらに、停止直後よりマイクロコンピュータ１８のＣＰ
Ｕｌ９にて冷凍サイクルＢ系統の圧縮機２ｂの運転時間
の計測を開始し、メモリ２０１７’３に時間が積算され
る。

第４図のＢ点が圧縮機２ａの停止した点であり、入口水
温が設定水温１１．５℃に達したことにより停止したも
のである。

次に、ステップ４７については、低温側設定水温Ｔｓｊ
がＴＩ≦Ｔｓｌ　　であるかどうかが判定され、Ｔｒ≦
Ｔｓｌであれば、ステップ４８へと進み、冷凍サイクル
Ｂ系統の圧縮機２ｂおよび送風機５０ｂ、は停止し、直
後にステップ４９で冷凍サイクルＢ系統の圧縮機２ｂの
運転時間の計測を停止し、′メモリ２０内に積算された
時間をリセットする。

ＴＩ≦Ｔｓｌでなければ、ステップ４８．４９は実行さ
れず、ステップ５０に進むことになる。

ステラｆ５０においては、マイクロコンピュータ１８に
て計測された圧縮機運転時間ＴＭｃが予め設定された時
間ＴＭｓ　（たとえば２０分）に対し、ＴＭ　ｃ≧ＴＭ
８かどうかが判定され、ＴＭｃンＴＭｓでなければステ
ップ３７に戻り、ステップ３７〜５０が繰り返され、第
４図Ｂ点から０点の間であ）。

この間に入口水＠ＴＩがＴｘ＜ＩＢｂ＋３を満足してい
れば、運転する圧縮機の状態は変化しない。

その後、（たとえば２０分後）において、冷凍サイクル
Ｂ系統の圧縮機２ｂが運転を継続してお〕、かつ冷凍サ
イクルＡ系統の圧縮機２ａが運転していない条件でＴＭ
　ｃ≧ＴＭ、が判定され、ｒＹＥｓＪであれば、ステッ
プ５１に進み、入口水温ＴｒがＴｒ＞ＴＢｈであるかが
判定され、ｒＹＥＳＪであれば。

次にステップ５２にて出力回路２２より出力が出て、冷
凍サイクルＡ系統の圧縮機２ａおよび送風機５０ａを運
転し、直後にステップ５３において。

冷凍サイクルＢ系統の圧縮機２ｂの運転時間の計測を停
止し、メモリ２０円に積算された時間がリセットされる
。

第４図の０点が冷凍サイクルＡ系統の圧縮機２ａが運転
した点であり、これにより冷水出口温度は低下し始め、
Ａ点からＢ点の状態と同様になり、以後上記フローチャ
ートにより運転・停止が繰シ返される。

なお、ステップ５１において、ＴＩ＞Ｔｈｈ　　でなけ
れば、冷凍サイクル人系統の圧縮機２ａを運転しても１
次のステップ４３〜４６において、圧縮機２ａが停止さ
れるため、圧縮機２ａは運転せず。

水温の変化を待つこととなる。

以上の動作を繰り返し、突気調和装置としての機能を満
足させる。

なお、上記実施例では、空冷式の冷房専用空気調和装置
の場合について述べたが、水冷式についても同じであシ
、またヒートポンプ式空気調和装置においても冷房時は
もちろん、暖房時においては設定水温および水温の変化
方向を逆にすればよく、また、水温検知も利用側熱交換
器の出口側で行っても何ら差支るものでな〈実施例と同
様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、温度検出器の発生する
温度検出信号が予め設定された温度に相当する信号レベ
ルになると、圧縮機運転・停止水温判定手段から発生す
る信号に基づき運転・停止圧縮機選択手段が停止させる
圧縮機を選択し、選択した方の圧縮機運転・停止手段が
圧縮機の運転を停止させ、容量制御するとともに運転・
停止圧縮機選択手段から発生する出力信号に基づき圧縮
機運転時間計測手段が容量制御開始時からの圧縮機の運
転時間を計測し、この計測した時間が予め設定された時
間に達すると、圧縮機強制運転判定手段から発生する出
力信号に基づき運転・停止圧縮機選択手段が停止中の圧
縮機を選択して圧縮機運転・停止手段が圧縮機を起動さ
せるようにしたので、たとえば圧縮機２台で容量制御運
転する場合、負荷が圧縮機１台分に相当する熱量まで低
下し、バランスした場合でも従来のように高い出口水温
が継続することなく室内側の冷却が十分に行われるとい
うすぐれた効果を奏す。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の空気調和装置の一実施例の全体のｍ
成を示す図、第２図は第１図に示す空気調和装置の電気
接続を示す回路（８）、第３図はこの発明の空気調和装
置の動作を示すフローチャート。 第４図は第１図に示す空気調和装置の運転特性線図、第
５図社従来の空気調和装置の構成を示す図。 ＠６図および第７図は第５図に示す空気調和装置の運転
特性線図である。 １・・・空気調和装置、２ａ、２ｂ・・・圧縮機、３ａ
。 ３ｂ・・・非利用側熱交換器、５ａ、５ｂ・・・利用側
熱交換器、９・・・温度検出器、１０・・・圧縮機運転
・停止水温判定手段、１１・・・運転・停止圧縮機選択
手段、１２ａ、１２ｂ・・・圧縮機運転・停止手段。 １３・・・圧縮機運転時間計測手段、１４・・・圧縮機
強制運転判定手段、Ａ、Ｂ・・・冷凍サイクルなお１図
中同一符号は同一または相当部分と示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷媒を吸入し圧縮吐出する冷媒圧縮機とこの圧縮機より
   供給される冷媒と被熱交換流体とを熱交換させる非利用
   側熱交換器と上記圧縮機より供給される冷媒とファンコ
   イルユニットなどの空調負荷装置との間で循環させる空
   調用循環水とを熱交換させる利用側熱交換器とからなる
   互いに独立した複数の冷媒サイクル、上記利用側熱交換
   器の循環水温度を検出してこの循環水温度に応じた出力
   信号を発生する温度検出器、上記温度検出器から発生す
   る温度検出信号が予め決められた温度に相当する信号レ
   ベルに達したとき出力信号を発生する圧縮機運転・停止
   水温判定手段、この圧縮機運転・停止水温判定手段から
   発生する出力信号に基づき上記複数の圧縮機の中から運
   転または停止させる圧縮機を選択する運転・停止圧縮機
   選択手段、この運転・停止圧縮機運転選択手段から発生
   する出力信号に基づき圧縮機の連続運転時間を計測する
   圧縮機運転時間計測手段、この圧縮機運転時間計測手段
   により計測された時間が一定以上になれば停止中の圧縮
   機に対する運転信号を発生する圧縮機強制運転判定手段
   、上記運転・停止圧縮機選択手段から発生する出力信号
   に基づき上記圧縮機を起動させる複数の圧縮機運転停止
   手段を備えてなる空気調和装置。