JPS63273763A - 空気調和機の運転制御方法 - 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、冷媒圧縮機の回転数を制御してその容量を制
御するものである。

従来の技術 従来のこの種の制御装置は、例えば第４図〜第６図のよ
うになっていた。　　　− すなわち、冷媒圧縮機１は、周波数変換圧縮機であり、
その電源周波数を変化することによシ、圧縮機１の回転
数を変化させ容量を制御する。この冷媒圧縮機１から吐
出された冷媒は、凝縮器２で液化凝縮され、減圧膨張弁
３で減圧膨張し、蒸発器４で蒸発し、前記冷媒圧縮機１
へ吸入される。

５は前記冷媒圧縮機１の回転数を制御する制御装置であ
り、商用電源６を一次電源とし、整流回路部７、チョッ
パ回路部８、ブリッジインバータ部９を経て配線１４で
前記冷媒圧縮機１に供給する。

この冷媒圧縮機１の回転数制御は速度信号部１゜の信号
により前記チョッパ回路部８を制御し、周波数を変化さ
せて行なう。この速度信号部１０は、３　ｌ−７ 冷却物質の温度を検知器１１で検出し、その設定温度と
の差を検知器１２で検出し、信号を前記速度信号部１ｏ
に送り、前述の如く冷媒圧縮機１の回転数を制御する。

前記速度信号部１０には別に起動制御回路１３を設けて
、前記冷媒圧縮機１の起動時一定時間、この起動制御回
路１３にて制御される優先回路が設けられている。この
起動時の回転数制御を第５図及び第６図で示す。

第５図の場合は、前記冷媒圧縮機１の起動と同時に、負
荷に対応した回転数まで一機に上昇させ、また、第６図
の場合には、前記冷媒圧縮機１の起動と同時に、時間Ｔ
１　まで回転速度を上昇させ、潤滑状態を高速回転に対
応可能な状態（時間Ｔ２）まで一定の低回転数で保持し
たのち、負荷に対応した回転数に制御している。

発明が解決しようとする問題点 しかし、第５図の様に一機に高速回転で運転する場合、
特に低圧形の冷媒圧縮機中に封入された潤滑油へは、圧
縮機の停止中に多量の冷媒が溶けこんでいる為、その粘
度は著しく低下しており、この粘度の低い潤滑油が摺動
面へ供給されると、油膜が形成されにくり、又、摺動面
の摩擦熱により、潤滑油に溶けこんだ冷媒が蒸発し、摺
動面の油圧が低下し、潤滑不良を紹く。又、潤滑油中の
冷媒が蒸発すると、いわゆるフォーミング状態となり、
潤滑油が冷媒と共に圧縮機外部へ持ち出され、潤滑不良
を招き、信頼性を大きく低下させる。

又、第６図の様な場合は、潤滑状態を高速回転に対応可
能な状態まで低回転数で保持しているが、低速回転にお
いては、冷媒圧縮機の吸入及び吐出の冷媒量は少なく、
前記蒸発器の圧力は徐々にしか低下せず、又、凝縮器の
圧力の上昇がゆるやかであり、減圧膨張弁を通過する冷
媒量は少なく、冷却能力が低く立上り特性が非常に悪く
なる。

本発明は、上記問題点に鑑み、冷凍機の起動時に冷媒圧
縮機の摺動部の潤滑を良好にし、その信頼性を高めると
共に、冷凍機の立上シ特性を向上することを目的とする
ものである。

問題点を解決するための手段 　ｌ−７ 上記問題点を解決するだめの本発明の技術的手段は、密
閉容器の上方に圧縮機構を、下方に前記圧縮機を駆動す
る電動機を配設し、前記密閉容器内には吸入側の圧力が
作用する低圧形の冷媒圧縮機と、四方弁、室外側熱交換
器，減圧膨脹弁，室内側熱交換器を環状に接続して冷媒
回路を構成し、前記圧縮機の回転速度を制御する制御回
路を設け、この空気調和機の圧縮機の運転周波数を、運
転開始直後は第１保持周波数ｆ１　で第１保持時間Ｔ１
保持し、ついで更に高い第２保持周波数ｆ２で第２保持
時間Ｔ２保持するようにし、前記第１保持周波数ｆ１　
を前記圧縮機の連続運転における最低の回転周波数以下
とし、前記第２保持周波数ｆ２を前記第１保持周波数ｆ
１　より大にし、前記第１保持周波数ｆ１　　と第２保
持周波数ｆ２の比率を１．５〜２の範囲に設定したもの
である。

作　　用 本発明の技術的手段による作用は次の通りである。

制御装置に設けられた起動制御回路に「起動」６　Ａ−
・ の信号が送られると、冷媒圧縮機はまず、第１保持周波
数ｆ１マで上昇され、第１保持時間保持される。この時
、第１保持周波数ｆ１は最低周波数近傍の周波数である
為、冷媒圧縮機内の潤滑油中に溶は込んだ冷媒は急激な
フォーミング状態を起さず徐々に、ゆっくりと気化して
ゆく。又、冷媒圧縮機の摺動部に供給される潤滑油は、
冷媒が溶は込み希釈され粘度が低下しているが、その時
の冷媒圧縮機は低速運転であり、潤滑負荷も小さく、又
、第１保持周波数ｆ１　の保持時間を適当に選択するこ
とにより、その所定時間内では、良好な潤滑状態が保た
れる。この第１保持時間経過後、制御装置の起動制御回
路により、冷媒圧縮機は第２保持周波数ｆ２まで上昇さ
れ、所定時間保持される。第２保持周波数ｆ２がない場
合、吸入圧力の低下量が少なく、いきなり高速にすると
吸入圧力の変化が大きく激しく発泡することになる。従
って第２の保持周波数が必要となる。この時、第２保持
周波数ｆ２は、ｆｌの１．５〜２倍である為、第１保持
周波数ｆ１への上昇中あるいは保持中に７　・　−７ 潤滑油中に気化しきれなかった冷媒が溶は込んでいても
、急激なフォーミング状態とはならず、徐々に気化して
ゆく。従って、冷媒圧縮機内に封入された潤滑油中に溶
は込んだ冷媒は、ゆっくりと気化してゆき、急激なフォ
ーミング状態とはならない為に、圧縮機の密閉容器内の
油レベルは低下せず、充分な信頼性が確保される。又、
第１及び第２保持周波数の保持時間は適当に選択されて
いる為に、冷凍負荷に応じた運転周波数への到達時間も
早く、立上り特性も向上される。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。

まず、第１図で暖房時について説明する。

冷媒圧縮機２０は周波数可変圧縮機で、その電源周波数
を変化することにより圧縮機の回転数を変化させ、容量
を制御するものである。この冷媒圧縮機１から吐出され
た冷媒は、四方弁２１を通り、室内側熱交換器２２で液
化凝縮され、減圧膨張弁２３で減圧膨張し、室外側熱交
換器２４で、被冷却物質より吸熱し、四方弁２１を経て
冷媒圧縮機１へ吸入される。２５は前記冷媒圧縮機２゜
の回転数を制御する制御装置であり、商用電源２６を一
次電源とする。２７は速度信号部であり、被冷却物質の
温度を温度検知器２８で検知し、その設定温度との差を
検出器２９で検出し、信号を前記速度信号部２７に送り
前記冷媒圧縮機２０の回転数を制御する。すなわち被冷
却物質の冷却負荷に対応した冷媒圧縮機２０の容量を制
御するものであり、温度の他に、湿度あるいは冷媒の圧
力等で制御してもよい。なお前記速度信号部２７には別
に起動制御回路３０を設けて、前記冷媒圧縮機２０の起
動時一定時間、この起動制御回路３゜にて制御される優
先回路が設けられている。

第２図は前記冷媒圧縮機２ｏの縦断面図である。

図中３１は密閉容器であり、その内部には吸入圧力が作
用している。３２は、前記密閉容器３１の上方に設けら
れた圧縮機構であシ、固定渦巻羽根部品３３、旋回渦巻
羽根部品３４とで構成されている。３５は、前記密閉容
器３１の下方に設けら９１・−／ れた前記圧縮機構３２を駆動する電動機である。

前記圧縮機構３２と前記電動機３５は、クランク軸３６
で結合され、このクランク軸３６は軸受部品３７により
支承されている。

吸入管３８から吸入された冷媒は、前記軸受部品３７に
設けられた吸入孔３９から前記圧縮機構３２の圧縮室４
０を経て吐出管４１から圧縮機の外部へ吐出される。４
２は前記密閉容器３１の下部に溜められた潤滑油であり
、給油ポンプ４２により各摺動部へ供給される。冷房時
には、前記四方弁２１の切換えにより、冷媒の流れが逆
転するだけで、その他は暖房時と同様である。

第３図は、前記冷媒圧縮機２０の起動時の回転数制御を
示すものであり、横軸に起動からの時間、縦軸に冷媒圧
縮機２０の回転数をとっている。

次に本実施例における作用を説明する。

冷媒圧縮機２０は、密閉容器３１内に吸入圧力が作用す
るいわゆる「低圧形」であシ、停止時には、密閉容器３
１の下部に溜められた潤滑油４２中に多量の冷媒が溶け
こみ、その粘度は低下して１０　ｌ、−。

いる。この様な状態で制御装置２５により冷媒圧縮機２
０が起動されると、この圧縮機２ｏは、第１保持周波数
、すなわち最低回転数近傍の周波数ｆ１　まで上昇する
。このとき、潤滑油４２中に溶は込んだ冷媒は、密閉容
器３１内の減圧にょシ、気化し、フォーミング状態とな
るが、圧縮機２゜ば、最低回転数近傍で運転されている
為、フォーミング状態の油レベルが吸入孔３９に到達し
、冷媒と共に圧縮機２０の外部へ持ち出されてしまうほ
どは激しくはならない。

その後圧縮機２０は、所定時間、第１保持周波数１１で
保持されるが、この時、潤滑油４２中に溶は込んだ冷媒
は、徐々にゆっくりと気化されてゆく。供給ポンプ４３
により各摺動部へ供給される潤滑油４２は、その中に多
量に溶は込んだ冷媒の為に粘度が著しく低下しているが
、低速運転である為、各摺動部の負荷荷重は小さく、摺
動部の損傷はない。

第１保持時間Ｔ１経過後、圧縮機２ｏは、第１保持周波
数の１．５〜２倍程度の第２保持周波数１１　′・＝７ ｆ２まで上昇され、さらに第２保持時間保持される。第
２保持周波数ｆ２への上昇時、密閉容器３１の内部は、
再度、フォーミング状態となるが、この周波数以前に、
潤滑油中の冷媒の大半が気化している為に、その状態は
、激しくなく、潤滑油は充分に確保される。さらに、潤
滑油中の冷媒が、気化するにてれてその粘度も上昇し、
第２保持周波数程度では十分に良好な潤滑が行なえる。

ここで第２の周波数を第１保持周波数ｆ１の２倍以上と
すると、激しいフォーミング状態を避ける為には、第１
保持周波数ｆ１の保持時間を長くとり、潤滑油中の冷媒
を気化させてしまう必要がある。しかし、これは、空調
機の立上シ特性を著しく低下させることになシ避けなけ
ればならない。

第２保持周波数ｆ２を所定時間保持後、前記起動制御回
路３０の制御がはずされ、被冷却物質の温度を検知し、
その設定温度との差を検出する検出器２９により前記速
度信号部２７が制御され、冷媒圧縮機２０の回転速度を
制御する。

発明の効果 以上のように本発明の空気調和機の運転制御方法は、圧
縮機の回転速度を、圧縮機の運転開始直後に第１保持周
波数ｆ１　で第１保持時間Ｔ１保持し、ついで更に高い
第２保持周波数ｆ２で第２保持時間Ｔ２保持し、前記第
１保持周波数ｆ１に：圧縮機の連続運転における最低の
回転周波数以下とし、前記第２保持周波数ｆ２を前記第
１保持周波数ｆ１　　より大にし、前記第１保持周波数
ｆ１　と第２保持周波数ｆ２の比率を１＝１゜５〜２の
範囲としたもので、起動時のフォーミング現象等による
圧縮機の各摺動部の潤滑を良好とし、信頼性を高めると
ともに、空調機の立ち上がり性能の向上がはかれ極めて
実的効果の犬なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における空気調和機の制御装
置の回路図、第２図は第１図の圧縮機の縦断面図、第３
図は同空調機の制御装置の運転特性図、第４図は従来の
制御装置の回路図、第５図。 第６図は、それぞれ同制御装置の運転特性図である。 １３１・−／゛ ２０・・・・・・冷媒圧縮機、２１・・・・・・四方弁
、２２・・・・・・室内側熱交換器、２３・・・・・・
減圧膨張弁、２４・・・・・・室内側熱交換器、２５・
・・・・・制御装置、３１・・・・・・密閉容器、３２
・・・・・・圧縮機構、３５・・・・・・電動機。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名２０
−　玲媒圧賂課 ２３−゛−八へ膨猥井 ２５−剖＠１装置 第１図 ３Ｉ　　−范　閉容器 ３２−圧虚愚構 ３！；−＠　　’ｊ’Ｊ機 第２図 第３図 眸間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　密閉容器の上方に圧縮機構を、下方に前記圧縮機を駆
   動する電動機を配設し、前記密閉容器内に吸入側の圧力
   が作用する低圧形の冷媒圧縮機と、四方弁，室外側熱交
   換器，減圧膨脹弁，室内側熱交換器を環状に接続して冷
   媒回路を構成し、前記圧縮機の回転速度を制御する制御
   回路を設け、この空気調和機の圧縮機の運転周波数を、
   運転開始直後は第１保持周波数ｆ＿１で第１保持時間Ｔ
   ＿１保持し、ついで更に高い第２保持周波数ｆ＿２で第
   ２保持時間Ｔ＿２保持するようにし、前記第１保持周波
   数ｆ＿１を前記圧縮機の連続運転における最低の回転周
   波数以下とし、前記第２保持周波数ｆ＿２を前記第１保
   持周波数ｆ＿１より大にし、前記第１保持周波数ｆ＿１
   と第２保持周波数ｆ＿２の比率を１：１．５〜２の範囲
   に設定した空気調和機の運転制御方法。