JPS6332257A - 空気調和装置の制御装置 - Google Patents

空気調和装置の制御装置

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JPS6332257A
JPS6332257A JP61173390A JP17339086A JPS6332257A JP S6332257 A JPS6332257 A JP S6332257A JP 61173390 A JP61173390 A JP 61173390A JP 17339086 A JP17339086 A JP 17339086A JP S6332257 A JPS6332257 A JP S6332257A
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JP
Japan
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expansion valve
electric expansion
refrigerant
inverter
compressor
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Application number
JP61173390A
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English (en)
Inventor
池田 寿一
伸夫 道明
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
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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、運転周波数の変更により圧縮機の容量を制御
するインバータを備えた空気調和装置の制御装置の改良
・に関する。
(従来の技術) 従来より、周波数を可変にするインバータにより、圧縮
機の容量を制御するようにした空気調和装置において、
上記インバータの出力周波数に応じて減圧機構−とじて
の電動膨張弁の開度を制御するものが知られている。こ
れは室内負荷に見合ってインバータの出力周波数を制御
し、同時に電動膨張弁の開度をその出力周波数に応じて
変化させて冷媒の流量を制御しようとするものであるが
、このときに冷媒・の過熱度が適正範囲から外れて、圧
縮機が湿り運転あるいは過熱運転となって空調能りを十
分発揮できないという問題がある。
上記問題点に対処するものとして、従来、例えば特開昭
58−20.5057号公報に開示されるごとく、電動
膨張弁の開度をインバータの出力周一  2 − 波数に応じた所定の値に設定するとともに、冷媒の飽和
蒸発温度と吸入ガス湯麿とを測定して得られる過熱度で
電動膨張弁の開度を増減して負荷追随性を早めようとす
るものがある。このとぎ、電動膨張弁の動作と過熱度は
制御対象の応答遅れのためハンチングを生ずるが、この
公報のものではインバータの出力周波数に応じて電動膨
張弁の最大開度と最小開度を制限して上記ハンチングを
防止しようとするものである。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記のものでは、過熱度を検出するため
に2つの温度レンサーを必要どするに加えて、ハツチン
グを防止しようとすると、電動膨張弁の最大開度制限お
よび最小開度制限のための制御部が必要であり、制御回
路が複雑になる欠点がある。
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、電動膨張弁の開度を湿り運転にならないよう絞り
側に制御しておき、過熱運転に入ったときのみに上記開
度を増大修正することににつて、信頼性が高くかつ空気
調和装置の空調能力が十分発揮される制御装置を安価に
提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は第1図に
示すように、圧縮m(1)、凝縮器(6)、冷媒の絞り
作用を行う電動膨張弁(5)および蒸発器(4)を備え
るとともに、上記圧縮機(1)の運転周波数を変更して
その容量を調整するインバータ(9)を備えた空気調和
装置を対象とする。
そして、この空気調和装置の制御装置として、上記イン
バータ(9)の出力周波数に応じて上記電動膨張弁(5
)の開度を冷媒湿り運転領域にならないよう予め設定さ
れた設定値に絞り制御する制御手段(11)と、上記圧
縮機(1)からの吐出ガス冷媒の状態量を検出する状態
量検出手段(TH2)と、上記状態量検出手段(TH2
)の出力を受け、吐出ガス冷媒の状態量が所定値よりも
大きい冷媒過熱運転領域になると、上記電動膨張弁(5
)の開度を上記設定値から増大補正する補正−4一 手段(15)とを備える構成にしたものである。
(作用) 以上の構成により、本発明では、空気調和装置の運転時
、制御手段(11)により、電動膨張弁(5)の開度が
インバータ(9)の出力周波数の値に応じて予め絞り側
に設定された設定値に固定されて湿り運転領域にならな
いよう制御される。
そして、負荷変動により過熱運転となったときには圧縮
機(1)からの吐出ガス冷媒の状態量(温度、圧力)が
上昇変化し、それが状態量検出手段(TH2)によって
検知され、補正手段(15)によって、インバータ(9
)の出力周波数は変えずに電動膨張弁(5)の開度のみ
が増大修正されるので、過熱運転が直ちに解消されるこ
とになり、空気調和装置の空調能力を1−分発揮するこ
とができる。
したがって、湿り運転および過熱運転が有効に防止され
るので、信頼性が向上するとともに、状態量検出手段(
TH2)として温度レンサー又は圧力センサーが1つで
済み、構造が簡単となり安価なものとなる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を第2図以下の図面に基づいて詳
細に説明する。
第2図は本発明をセパレート型空気調和装置に適用した
場合の冷媒配管系統を示し、(A>は室外ユニット、(
B)は室内ユニットであって、該室外ユニット(A’)
には、周波数を可変にするインバータ(9)により容量
が調整される圧縮機く1)と、冷房運転時には第2図実
線に示すごとく切換わり暖房運転時には破線に示すごと
く切換わる四路切換弁(2)と、アキュムレータ(3)
と、冷房運転時に凝縮器、暖房運転時に蒸発器となる室
外熱交換器(6)と、冷媒流量を調整して冷媒の絞り作
用1行う電動膨張弁(5)とが主要機器として、また上
記室内ユニット(B)には、冷房運転時に蒸発器、暖゛
房運転時に凝縮器となる室内熱交換器(4)が主要機器
として各々配設されており、上記各主要機器は冷媒配管
(8)によってそれぞれ接続されている。また、(TH
l)−〇  − は室内温度を検出する室温サーモスタット、(10)は
上記インバータ(9)および電動膨張弁(5)を制御す
るコントロールユニットである。
尚、(7)は上記電動膨張弁(5)と並列に接続された
キャピラリーデユープである。
そして、冷房運転時、冷媒の流れは実線矢印に示すよう
になり、圧縮機(1)から吐出された冷媒は室外熱交換
器(6)(凝縮器)にて凝縮液化された後、電動膨張弁
(5)によって絞り作用を受けて室内熱交換器(4)(
蒸発器)で気化され、アキュムレータ(3)を経て再び
圧縮機(1)に還流される。以上の冷媒の流れにおいて
、上記コントロールユニット(10)は、上記室温サー
モスタット(THl)より入力される室内温度と設定渇
麿との偏差信号に応じて上記インバータ(9)の周波数
を調整する周波数信号を出力するとともに、内部に電動
膨張弁(5)の開度を設定するためのパルス信号を出力
する設定装置(11)を備えていて、該設定装置(11
)によって、該周波数信号の値fに応じて上記電動膨張
弁(5)の開−7一 度を湿り運転とならないように予め絞り側に設定された
設定値Nに制御するパルス信号を出力する制御手段を構
成している。
上記コントロールユニット(10)に予め設定された周
波数信号値fと該パルス信号の設定値Nとの関係を下記
第1表に示す。第1表において、上段はインバータ(9
)の周波数信号値f、中段は暖房運転時の周波数信号値
fに対応して出力されるパルス信号値N1下段は冷房運
転時に出力されるパルス信号値Nであって、いずれも周
波数信号値fの増大に応じて増大するように設定されて
いる。
第1表 第3図(イ)および(ロ)はそれぞれ冷暖房運転時の上
記第1表に示ず電動膨張弁の開度で制御される通常運転
における温度変化を示したグラフであって、冷房運転時
を例にとって以下に通常運転の制御方法の概略を説明す
る。
第3図(イ)において、Tnは室温サーモスタット(T
Hl)の設定値、TSは室温サーモスタット(THl)
により実測される室温としての空気調和装置の吸込空気
温度、ΔTは吸込空気温度TSと設定値Tnとの偏差に
対して偏差ゾーンを区分するための偏差幅単位値で通常
0.5℃程度に定められている。Nはインバータ(9)
の周波数ステップである。通常、運転開始時には室温が
高く吸込空気温度と設定値との偏差(Ts −Tn )
が大きいので、例えばN=5と設定されて、イニシャル
モードで室内の速やかな瀉麿低下を期している。偏差(
TS−Tn)が時間t11 (通常5分程度に設定され
る)以内に3ΔT以下に達するとイニシャルモードが終
了し、標準制御が行われるバランスモード域に入る。こ
のバランスモード域−〇  − においては、偏差(Ts −Tn >が2八T以下にな
れば、周波数ステップNを1ステップ減少して圧縮機(
1)の運転容量を下げ、温度変化を緩やかにし偏差(T
s −Tn )がΔT以下になれば更に周波数ステップ
を1ステップ減少する。即ち、標準制御においては、偏
差(Ts −Tn )がΔT単位に設定されるゾーン区
分を下方に越えたときには周波数ステップを1ステップ
減少し、逆に偏差中区分を上方に越えたときには1ステ
ツプ増加して、室内温度が居住者に最も快適感を与える
快適ゾーン(Ts −Tn =O〜ΔT)に収束するよ
うになされるとともに、時間t13(3分程度)間連続
して快適ゾーンに達しないときには、TS−Tn>ΔT
であれば周波数ステップを1ステツプ増加し、TS−T
nくOであれば逆に1ステップ減少させ、快適ゾーンに
達する時間を早めるようになされている。
また、室内の広さ等の環境によってイニシャルモード域
において時間t 11以内に偏差(Ts −Tn)が3
八T以下にならないときにはN=10に変更して、その
後時間t+2(15分程度)以内に偏差(Ts −Tn
 )が3ΔT以下になればN=5に変更して上記標準制
御が行われる。時間t12経過後も偏差(TS −Tn
 )が3△丁以下にならないときにはN=7に変更した
後、3ΔT以下になった時点でN=5に変更して上記標
準制御が行われる。
なお、運転開始前から室温が設定値以下の場合は初期設
定時にN−1(ステップ)として標準制御が行われる。
以上冷房運転時について説明したが、暖房運転時におい
ては、第3図(ロ)のグラフに示すように、冷房運転時
と周波数ステップの切換えと、偏差(TS −Tn )
の符号との関係を逆にすれば全く同様である。
以上のように、空気調和装置の冷暖房運転時の通常運転
においては、室温サーモスタット(THl)の設定値と
吸込空気温度の偏差(Ts−Tn)に応じてインバータ
(9)の周波数が変更され、圧縮′R(1)の容置制御
が行われ、その出力周波数の値に応じて電動膨張弁(5
)の開度が絞り側に設定され、運転開始時から常に湿り
運転域に入ることがないようになされている。しかしな
がら、上記通常運転では冷媒の過熱度が上昇して、空調
能力が十分発揮されない状況が生ずるので、以下のよう
に過熱運転を防止する制御が行われる。
第2図において、(TH2)は圧縮機(1)の吐出管に
配置され冷媒の吐出ガス温度T2を検出する冷媒状態量
検出手段としての温度センサーで、該温度センサー(T
H2)の出力は上記コントロールユニット(10)に入
力されている。そして、該コントロールユニット(10
)において、吐出ガス温a T 2の信号を受け、予め
設定された吐出ガス温度の過熱限界温度TC+、適正範
囲の上限設定値TC2,適正範囲の下限設定値TC3と
比較して、冷媒が過熱領域に入った場合には上記電動膨
張弁(5)の開度を第1表で示すインバータ(9)の周
波数で決まる設定値から増大修正する運転解消制御を行
うようになされている。
以下、第4図のフローチャートに基き、冷房運転時の過
熱運転解演制御の手順を説明する。
ステップS1において上記の通常運転を行っているとき
には、常に吐出ガスMA a T 2が上限値TC4・
より大きいか否かを判定して、TC2C1,下のNoで
あれば適正範囲にあるので通常運転を続行し、TC2よ
り大きいYESのとぎには電動膨張弁〈5)の開度の絞
りすぎによる過熱度上昇であるのでステップS3に移行
して電動膨張弁(5)の開度のみを△Si  (ここで
、iはインバータの周波数ステップで、ΔSiはiの値
に応じて設定される開度補正量)だけ増大修正する。こ
のとき、インバータ(9)の周波数は変化させない。そ
してステップS4で、ステップS3における開度の増大
修正をn回行ったか否かを判定し、n回行っていないN
OのときにはステップS5に移行して、T2が適正範囲
の下限値TC3より小さいか否かを判定し、丁Zく丁C
3のYESであればステップS1に移行して通常運転に
戻る。ステップS5での判定がT2≧T(li3のNo
のときにはさらにステップS6でT2が過熱限界値TO
+より太きいか否かを判定し、T2)TCiのYESの
ときには冷媒の温度が上昇しすぎであるので運転を停止
する。一方、T2≦TC+のNOのときにはステップS
1に進み、ステップS3で電動膨張弁(5)の開度をΔ
Si増大修正してからtc1秒経過したか否かを判定し
、まだ経過していないNOのときにはステップS5に戻
ってステップ85〜Syの手順を繰返し、te1秒後経
過したYESのときにはステップS2に戻ってステップ
82〜S4の手順を繰返す。
以上の手順を繰り返した後、ステップS4での判定結果
が電動膨張弁(5)の開度の増大修正を′n回行いYE
SになったときにはステップS8に移行する。ステップ
Ss 、89およびS +eの手順は上記ステップSs
 、Ss 、 Syとそれぞれ同一゛であって、ステッ
プ87〜810での判定手順の途中で、T2がTO+よ
り大きくなったときには運転を停止し、T2がTC+以
下のままで電動膨張弁(5)の開度の増加修正時からt
c1秒経過するまではステップ88〜Shoの手順を繰
返し、tc。
秒経過したときには、ステップSoに進んでT2がTC
Pより大きいか否かを判定する。ステップSnでの判定
がT2≦TC2のNoであるときにはステップS8に戻
ってステップ88〜S11を繰り返す。一方、ステップ
3uでの判定が、T2)Te3のYESのときには、ス
テップS12に進んでインバータ(9)の周波数ステッ
プNを1ステツプ減少させるとともに、電動膨張弁(5
)の開度を第1表に示されるような周波数の値で定まる
設定値に戻して、ステップS5に戻り、上記手順を繰り
返す。
以上のフローにおいてステップ82.8sによって、冷
媒過熱運転領域になると電動膨張弁(5)の開度を設定
値から増大補正する補正手段(15)が構成されている
以上、冷房運転時について説明したが、暖房運転時につ
いても同様の手順で過熱運転解消制御が行われる。
したがって、上記実施例では、通常運転時には運転開始
時から時間経過後、電動膨張弁(5)の開度がインバー
タ〈9)の周波数に応じた絞り側の設定値に固定される
ため、冷媒の湿り運転が確実に防止される。そして、こ
のような運転中に過熱度が増大して例えば第5図の曲線
■〜■に示すように吐出ガス温度T2が適正範囲の上限
値TC2を越えたときには電動膨張弁(5)の開度を上
記設定値から増大補正するので、通常は第5図の曲線■
〜■のようにT2が低下する。このとき第4図のフロー
ヂャートにおいて、ステップS4で例えばn=5と設定
しであるとすると、第5図の曲線■あるいは■のように
、T2が電動膨張弁(5)の開度をΔ3iずつ開ける増
大補正を4回行うまでに適正範囲の上限値TC2以下に
なった場合には過熱運転が解消されるとともに、T2が
下限値TC3未満となった時点で、ステップS5により
通常運転に戻されて、開度は再び第1表の設定値に従う
ように絞られるので湿り運転に入るのが防止される。ま
た、第3図の曲線■のように、電動膨張弁(5)の開度
が4回増大修正されてもT2がTO2以下にならないと
きには更にtc1秒待機する。そして、T2がT02以
下になればステップSnによりステップS8に戻してス
テップ88〜S +oの手順を繰り返すので第3図の曲
線■に示すようにT2が低下してTe3より低くなった
時点で通常運転に戻され、過熱運転が解消され湿り運転
も防止される。また、tc1秒待機してもT2がTO2
以下にならないときには、ステップ812でインバータ
(9)の周波数を1ステツプ下げるとともに膨張弁(5
)の開度を設定値に戻してステップS5に戻すので、上
記ステップ85〜S7の手順で過熱運転が解消されると
ともに湿り運転が防止される。また、第3図の曲線■の
ように何らかの原因によって、いずれかの段階でT2が
過熱限界値TO+を越えたときには、ステップS6ある
いはステップS9によって運転が停止されて冷媒の異常
過熱による圧縮機の焼付きが防止される。
また、上記実施例では冷媒の状態量検出手段として圧縮
機(1)の吐出管に温度センサーを配置するだけで済む
ので、従来の飽和蒸発温度と吸入管温度の差で過熱度を
検知する方法に比べて制御回路も単純化されて安価に構
成できるものである。
また、本発明は上記実施例の如きセパレート型空気調和
装置に限らず、各種型式の空気調和装置に適用可能であ
る。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、インバータによ
り容量制御される圧縮機を備えた空気調和装置において
、冷媒の絞り作用を行う電動膨張弁の開度をインバータ
の周波数に応じて湿り運転とならない設定値に固定する
とともに、冷媒の圧縮機での吐出ガス冷媒の状態量が所
定値よりも大きい過熱運転領域になると電動膨張弁の開
度のみを増大補正するようにしたので、運転開始時から
湿り運転を有効に防止し、かつ過熱運転に入ったときに
はそれをすみやかに解消して正常運転状態に戻すことが
でき、よって空調能力を十分発揮することができるとと
もに信頼性の向−ヒを図ることができる。また、センサ
ーが1つで済み、制御回路も単純化されて低廉化を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示すブロック図である。 第2図〜第5図は本発明の実施例を示し、第2図はその
冷媒配管系統図、第3図(イ)および(ロ)はそれぞれ
冷房運転時および暖房運転時の通常運転制御モードを示
す説明図、第4図は過熱解消運転制御のフローチャート
図、第5図は過熱解消運転における吐出ガスtA 1j
 T 2の変化例を示す説明図である。 (1)・・・圧縮機、(4)・・・室内熱交換B(蒸発
器)、(5)・・・電動膨張弁、(6)・・・室外熱交
換器(凝縮器)、(9)・・・インバータ、(T H2
)・・・温痩センサー(状態量検出手段)、(11)・
・・設定装置(制御手段)、(15)・・・補正手段。 第5図 時開を 第1図 %翁トーへ 老澗S−へ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)圧縮機(1)、凝縮器(6)、冷媒の絞り作用を
    行う電動膨張弁(5)および蒸発器(4)を備えるとと
    もに、上記圧縮機(1)の運転周波数を変更してその容
    量を調整するインバータ(9)を備えた空気調和装置に
    おいて、上記インバータ(9)の出力周波数に応じて上
    記電動膨張弁(5)の開度を冷媒が湿り運転領域になら
    ないよう予め設定された設定値に絞り制御する制御手段
    (11)と、上記圧縮機(1)からの吐出ガス冷媒の状
    態量を検出する状態量検出手段(TH2)と、上記状態
    量検出手段(TH2)の出力を受け、吐出ガス冷媒の状
    態量が所定値よりも大きい冷媒過熱運転領域になると、
    上記電動膨張弁(5)の開度を上記設定値から増大補正
    する補正手段(15)とを備えたことを特徴とする空気
    調和装置の制御装置。
JP61173390A 1986-07-23 1986-07-23 空気調和装置の制御装置 Pending JPS6332257A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0359348A (ja) * 1989-07-26 1991-03-14 Hitachi Ltd 冷凍装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58205057A (ja) * 1982-05-26 1983-11-29 株式会社東芝 空気調和機
JPS60194260A (ja) * 1984-03-15 1985-10-02 ダイキン工業株式会社 電動膨張弁を備えた冷凍機

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