JPS63273764A - 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】 ２１・−７ 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シ、
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。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１０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１０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、冷却物質の温度を
検知器１１で検出し、その設定３１・−／ 温度との差を検知器１２で検出し、信号を前記速度信号
部１０に送シ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−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
Ｔ１″！、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＜＜、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シ、
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図の様々場合は、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シ、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シ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。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するだめの本発明の技術約手５　′・
−７ 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１２で
第２保持時間Ｔ２保持し、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ｆ１　
　よシ大にし、前記第１保持時間Ｔ１及び第２保持時間
Ｔ２をそれぞれ１５秒以上３分以内としたものである。

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まで上昇
され、第１保持時間丁１だ６　′・−ノ は保持される。この時、第１保持周波数ｆ１は最低周波
数の近傍であるため、冷媒圧縮機の潤滑油中にとけ込ん
だ冷媒は急激なフォーミング状態とはならずに、徐々に
ゆっ＜占′と気化してゆく。

また、冷媒圧縮機の摺動部に供給される潤滑油は冷媒が
とけ込み希釈され粘度が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、また、第１保持
時間Ｔ１　を適当に、この場合は１５秒から３分に選択
することによって、その保持時間内では良好な潤滑状態
がたもたれる。

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、第２保持
時間保持される。第２保持周波数がない場合、第１保持
周波数だけでは吸入圧力の低下量が少なすぎ、いきなり
高速まで上昇させると吸入圧力の変化率が大きすぎフォ
ーミングが激しくなる。従って、第２の保持周波数が必
要になる。

第２保持時間も１５秒から３分に設定されているため第
１保持周波数時に気化しきれなかった冷７　′−・ 媒がとけこんでいても、この間にゆっくりと気化し急激
なフォーミングは発生しない。従って、圧縮機の密閉容
器内の油レベルは低下せず、十分な信頼性が確保される
。

−また、保持時間の最大が３分であるために、冷凍負荷
に応じた運転周波数に到達する時間も長くなく、立ち上
がり性能の向上もはかれる。

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シ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を通シ、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は速度信号部であシ、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
御するものであシ、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３０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２０の縦断面図である。

図中３１は密閉容器であシ、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９　′−／ 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
シ、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
示すものであシ、横軸に起動からの時間、縦軸に冷媒圧
縮機２００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」であり、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いる。この様な状態で制御装
置２５により冷媒圧縮機２０が起動されると、この圧縮
機２０は、第１保持周波数、すなわち最低回転数近傍の
周波数１０′・−ノ ｆｌ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内の減圧により、気化し、フォ
ーミング状態となるが、圧縮機２゜は、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
２ｏは、第１保持時間Ｔ１の間、第１保持周波数ｆ１で
保持されるが、この所定時間は１５秒から３分以内に設
定されている為、潤滑油４２中に溶は込んだ冷媒は、こ
の間に徐々にゆっくシと気化されてゆく。供給ポンプ４
３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ｆ１　よｐ犬なる第２保持周波数ｆ２まで上昇さ
れ、さらに所定時間（Ｔ２）保持される。

第２保持周波数ｆ２への上昇時、密閉容器３１の１１　
′・−７ 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、気化するにつれてその粘度も上
昇し、第２保持周波数ｆ２の保持時間の終了時、すなわ
ち１５秒以上３分以内では十分に良好な潤滑が行なえる
。

ここで、第２保持周波数ｆ２の保持終了が３分を大きく
超えると、空調機の立上９特性を著しく低下させること
にな９、これは避けなければならない。

第２保持周波数ｆ２で、第２保持時間保持後、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２７が制御され、冷媒圧縮機２ｏ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υ大にし、前記第１保
持時間Ｔ１及び第２保持時間Ｔ２をそれぞれ１５秒以上
３分以内とするように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特性の向上が
はかれ、極めて実用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。 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・・・１３　・ ・・・室内側熱交換器、２５・・・・・・制御装置、３
１・・・・・・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２ｏ
−玲謀圧扁機 ２７−１１１１７方弁 ２２−呈内ｅｒ熱交撲呑 ２３−　減圧膨張弁 ２４−室内Ｏｐｌ熱交換器 ２５′　−一　番り　ｔｎ４鴫と　置 第１図 ３１−　　乙　閉容器 、２−−−圧ａ機溝 第２図　　　　　　３タ一電動機 第３図

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保持時間Ｔ＿１及び第２保持
   時間Ｔ＿２をそれぞれ１５秒以上３分以内とするように
   した空気調和機の運転制御方法。