JPS63290353A - ヒ−トポンプ式空気調和機 - 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、空調負荷に応じて圧縮機の回転数を制御する
機能を備えたヒートポンプ式空気調和機に関するもので
ある。

従来の技術 近年、ヒートポンプ式空気調和機は、空調負荷の増減に
対応すべく、可変の周波数電源にて、圧縮機の回転数の
制御を行ない、また、圧縮機の回転数の変化に応じて膨
張弁の開度の制御も行なうという能力制御方式が採用さ
れている。

以下図面を参照しながら、上述した従来のヒートポンプ
式空気調和機の一例について説明する。

第４図は従来のヒートポンプ式空気調和機の冷却システ
ム図を示すもので、１は圧縮機、２は冷房運転時凝縮器
として作用する室外熱交換器、３は減圧装置として働く
電動膨張弁で圧縮機の回転数の変化に応じて開度も変化
する。４は冷房運転時蒸発器として作用する室内熱交換
器で、これらを環状に接続して、冷凍サイクルを構成し
ている。

６は室内熱交換器４の吹込空気温度を温度センサー１０
にて測定した値と、リモコン９の室温設定値の差を演算
す骨制御器であり、このデータを基にして、圧縮機１の
運転周波数が決定される。１１は圧縮機１の運転周波数
及び電動聚張弁３の開度を制御する制御器である。７は
四方弁で冷房サイクル、暖房サイクルを切り換える。８
はアキュムレーターである。

以上のように構成された空気調和機について、以下その
動作について説明する。

冷房運転時は、圧縮機１で圧縮されｔ高温、高圧の冷媒
ガスは、西方弁７を通り、室外熱交換器２で凝縮液化す
る。更に電動膨張弁３にて、断熱膨張して低温、低圧の
気液二相の冷媒となり、室内熱交換器４で蒸発・ガス化
してアキュムレータ８に至り、圧縮機１に戻るサイクル
を繰り返す。

暖房運転時は、圧縮機１で圧縮された高温、高圧の冷媒
ガスは四方弁７を通り、室内熱交換器４で凝縮液化する
。更に電動膨張弁３にて、断熱膨張して、低温、低圧の
気液二相の冷媒となり、室外熱交換器２で蒸発・ガス化
してアキュムレータ８に至り、圧縮機１に戻るサイクル
を繰り返す。

次に電動膨張弁３の制御について第６図を参照しながら
説明する。室内の制御器５において、リモコン９におけ
る室温設定値を室温設定値検知手段６＆において、検知
し、更に温度センサー１０より吸込空気温度を吸込空気
温度検知手段６ｂにより・険知し、この差温を差温演算
手段６Ｃにより演算を行なう。この差温信号を送信手段
５ｄ、受信手段１１ａを通じて圧縮機周波数演算制御手
段１１ｂに入力し、圧縮機運転周波数を上記圧縮機周波
数演算制御手段１１ｂにて、演算、制御を行ない圧縮機
１を制御する。電動膨張弁３の開度は。

圧縮機運転周波数に基づいて、電動膨張弁開度演算制御
手段１１ｃにより調節、設定、制御する。

次に圧縮機周波数制御、電動膨張弁制御について第６図
より更に詳しく説明する。′起動後しばら（（ｔｏ＜Ｔ
＜ｔｌ）は室内熱交換器４の吸込空気温度とリモコンの
室温設定値との差が大きく、このように室内の空調負荷
が大きいときは、高周波数で圧縮機が運転される。しか
しながら時間の経過と共に室内熱交換器４の吹込空気温
度とリモコンの室温設定値Ｑ差が小さくなり、それに伴
って、圧縮機１は低周波数にて、運転される。その後（
ｔｌ＜Ｔ）特に室内の負荷の増大がない場合、低周波数
運転をそのまま継続し、なめらかに室温を制御する。電
動膨張弁３は圧縮機の周波数の変化に応じて開度も変化
する。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、圧縮機の高周波数
及び常用周波数での運転時においては問題はないが、負
荷の関係上第４図のように低周波数運転を長時間続けた
場合冷却システム内には。

冷凍機油が貯溜しやすい状態となり、圧縮機内の冷凍機
油が少なくなり、摺動部に冷凍機油を十分に供給できな
くなり、圧縮機の破損の原因となる問題点を有していた
。

更に、冷媒循環量が減少するために、圧縮機のモータの
発熱を冷却する能力が極端に少なくなるため、モータの
巻線温度及び圧縮機のシェルが高温となる問題点を有し
ていた。

本発明は上記問題点に鑑み、低周波数で圧縮機を長時間
運転するときの信頼性の向上をはかる機能を備えたヒー
トポンプ式空気調和機を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のヒートポンプ式空
気調和機は、可変の周波数電源で駆動される圧縮機に油
面検知スイッチを設置し、その油面が設定値以下になる
と空調負荷に無関係に電動膨張弁を一時的に開く方向に
変化させるという構成を備えたものである。

作　　用 本発明は上記した構成によって、圧縮機の油面を検知す
べく設置された油面検知スイッチが、圧縮機の油面が設
定油面以下になると、油面検知スイッチが働き、一時的
に電動膨張弁を開く方向に変化させるために、冷媒流量
が増加し、冷却システム内に貯溜していた冷凍機油も、
冷媒と共に圧縮機に戻るために、圧縮機の摺動部への冷
凍機油の供給も良好となり、圧縮機の信頼性が向上する
。

更に冷媒流量が増加すると、圧縮機のモー！の巻線温度
の上昇も抑えることができるので、圧縮機の信頼性が向
上する。

実施例 以下本発明の一実施例のヒートポンプ式空気調和機につ
いて、図面を参照しながら可脱する。第１図は本発明の
実施例におけるヒートポンプ式空気調和機の冷却システ
ムを示すものであり、第２図は実施例におけるヒートポ
ンプ式空気調和機の制御のプロレフ図を示すものである
。冷却システムは、従来例と同一で第４図の従来例の冷
却システムと同一のものについては同一の番号で示して
いる。１は圧縮機、９は圧縮機１の油面を検知する油面
検知スイッチである。６は圧縮機１の運転周波数を制御
するとともに、電動膨張弁３の制御も行なう制御器であ
る。

以上のように構成されたヒートポンプ式空気調和機につ
いて、以下第１図及び第２図、第３図を用いてその動作
を説明する。まず第２図より電動膨張弁３の制御につい
て説明する。室内の制御器５において、リモコン９にお
ける室温設定値を室温設定値検知手段６ａにおいて、検
知し、更に温度センサー１ｏより吸込空気温度を吸込空
気温度検知手段５ｂよシ検知し、この差温を差温演算手
段６Ｃにより演算を行なう。この差温信号を送信手段ａ
ｄ、受信手段６ａにより送信、受信を行ない、この差温
に基づいて圧縮機運転周波数を圧縮機周波数演算制御手
段６ｂにて演算、制御を行ない、圧縮機１分制御する。

電動膨張弁３の制御については、圧縮機周波数演算手段
６ｂより圧縮機運転周波数及び９より圧縮機油面検知手
段６Ｃが検知した圧縮機油面を電動膨張弁開度演算制御
手段６ｄが検知し、圧縮機１の油面が下限値より低い場
合、電動膨張弁３の開度を大きく設定し、下限値以上の
場合は、圧縮機運転周波数に基づいて開度を演算し、そ
れを基に電動膨張弁３の開度を調節、設定、制御する。

次に第３図より圧縮機周波数制御、電動膨張弁制御につ
いて更に詳しく説明する。起動後しばら（（ｒ□＜”＜
ｔ、）　　は、室内熱り換器４の吸込空気温度とリモコ
ン９の室温設定値との差が大きく。

このように室内の空調負荷が大きいときは、高周波数で
圧縮機が運転される。しかしながら時間の経過と共に室
内熱交換器４の吸込空気温度とリモコンの室温設定値の
差が小さくなり、それに伴って、圧縮機１は低周波数に
て運転される。その後（ｔｌ＜Ｔ＜ｔ２）特に室内の負
荷の増大がない場合、低周波数運転をそのまま継続する
。低周波数運転をその後（ｔ２くＴくｔ３）続けると、
冷媒循環量が少ない状態が続くために冷却システム内に
オイルが貯溜しやすくなり圧縮機１の冷凍機油が徐々に
少なくなり、圧縮機１の油面が徐々に減少する。そして
圧縮機１に設けられた油面検知スイッチ９が設定油面を
検知すれば、負荷の大小にかかわらず電動膨張弁３の開
度を開く方向に変化させる。ただし、ここでは、圧縮機
１の油面が別の設定値以上に達すれば、元の周波数に応
じた開度に設定するものとする（ｔ３＜Ｔ）。

以上のように、本実施例によれば、低周波数で圧縮機１
を長時間続けた場合でも、圧縮機１に設けた油面検知ス
イッチ９の設定値を適切に選び、圧縮機の油面がこの設
定値以下になれば、電動膨張弁３を開く方向に変化させ
ることによシ、冷媒流量が増加し、その結果冷却システ
ム内に貯溜していた冷凍機油も、液冷媒と共に圧縮機１
に戻り易くなり、また圧縮機１のモーターの巻線温度の
上昇も抑えることができるので、信頼性の向上をはかる
ことができる。

発明の効果 以上のように本発明は圧縮機のオイル戻り不良及び温度
上昇が問題となる低周波数運転時に圧縮機油を油面検知
スイッチにて検知し圧縮機油面が設定値以下になると電
動膨張弁を開く方向に変化させることにより、冷凍機油
を圧縮機に戻り易くし、更に圧縮機の発熱を抑えること
ができるので圧縮機の信頼性の向上をはかることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるヒートポンプ式空気
調和機の冷却システム図、第２図は同制御器のブロック
図、第３図は同圧縮機回転数、圧縮機温度と電動膨張弁
開度の関係を示す説明図、第４図は従来例におけるヒー
トポンプ式空気調和機の冷却システム図、第６図は同制
御器のブロック図、第６図は同圧縮機回転数と電動膨張
弁開度の関係を示す説明図、である。 １・・・・・・圧縮機、３・・・・・・電動膨張弁、６
，６・・・・・・制御器、９・・・・・・油面検知スイ
ッチ。 ／　−−一圧曹Ｉ狡 ３−　　電動＃羨弁 ６−−−劃撫Ｌ； 第３図 時間Ｔ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　空調負荷の大小に応じた可変の周波数電源にて駆動さ
   れる圧縮機と、室外熱交換器と、電動膨張弁と、室内熱
   交換器と前記圧縮機に取付られ前記圧縮機の油面を検知
   する油面検知スイッチと、油面が設定値以下になると空
   調負荷に無関係に前記電動膨張弁を一時的に開く方向に
   変化させる制御器を備えたことを特徴とするヒートポン
   プ式空気調和機。