JP3801320B2 - 多室型空気調和装置のカレントセーフ制御方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多室型空気調和装置のカレントセーフ制御方法及びその装置に関し、特にビル用空調システムとして有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
一台の室外機で複数台の室内機を個々に制御する多室型空気調和装置（以下、マルチエアコンと称す。）は、従来の空調システムに較べ、低コスト、省工事等の利点を有する点に鑑み、現在ではビル空調の主流となっている。
図６はこの種のマルチエアコンを概念的に示す説明図である。
同図に示すように、当該マルチエアコンは、例えばビルの屋上等に設置される一台の室外機０１と、この室外機０１に冷媒配管０２を介して接続され、例えばビルの各部屋等に設置されている室内機０３1 、０３2 、・・・、０３n とからなる。
【０００３】
室外機０１及び各室内機０３1 〜０３n はそれぞれ熱交換器を有するとともに、室外機０１は冷媒を圧縮するコンプレッサを有している。
また、各室内機０３1 〜０３n は遠隔操作部０３1a、０３2a、・・・、０３naを有しており、この遠隔操作部０３1a〜０３naで室温等の空調条件を設定するようになっている。
各室内機０３1 〜０３n における空調条件は通信線を介して送出され、これを受けて制御部がコンプレッサの駆動速度、各種弁の開度の調整等、必要な制御を行うようになっている。
【０００４】
かかる、マルチエアコンにおいては、各室内機０３1 〜０３n の設定温度等、空調条件の変動により室外機０１におけるコンプレッサの負荷は大きく変動するのが一般的である。
そこで、かかる負荷変動に良好に追従し得るよう、この種のマルチエアコンでは、コンプレッサを駆動する電動機をインバータで速度制御するインバータ制御コンプレッサを用いている。
【０００５】
一般に、室外機０１のコンプレッサの仕様制限として、コンプレッサの吐出部圧力（高圧とも言う。）を一定値以下に制御する高圧制御が要求されている。
そのため、図７に示すような、インバータ入力電流を検出し、カレントセーフ制御値を上回ったら、インバータヘルツを低下させるカレントセーフ制御が行われる。
即ち、室外機０１におけるコンプレッサ０４に内蔵されるモータＭには、インバータ０５を介して交流電源が接続され、インバータ０５には、カレントセーフ制御装置０６が接続している。
【０００６】
交流電源としては、一般に、５０／６０Ｈｚ、２００Ｖが用いられる。
インバータ０５は、電源電圧の周波数５０／６０Ｈｚを、例えば、９０Ｈｚに変化させ、コンプレッサ０４の圧縮能力を調整するものであり、その周波数はカレントセーフ制御装置０６により決定される。
カレントセーフ制御装置０６は、インバータ入力電流を検出し、カレントセーフ制御値ＩCFを上回ったら、インバータヘルツを低下させる機能を有し、電流検出部０７、周波数設定部０８、比較部０９及びメモリ０１０等から構成される。
【０００７】
電流検出部０７は、交流電源からインバータ０５へ入力される入力電流を検出し、その検出値である電流値Ｉを比較部０９へ送る。
比較部０９は、電流検出部０７で検出された電流値Ｉと、予めメモリ０１０に保存されているカレントセーフ制御値ＩCFを比較し、その結果を周波数設定部０８へ送る。
周波数設定部０８は、比較部０９により電流値Ｉがカレントセーフ制御値ＩCFを上回ったと判断されるときに（ＩCF＞Ｉ）、インバータ０５へ周波数低下信号Δｎを出力する。但し、比較部０９により電流値Ｉがカレントセーフ制御値ＩCF以下であると判断されるときには、インバータ０５へ周波数低下信号Δｎを出力しない。
【０００８】
周波数低下信号Δｎは、予め周波数設定部０８に設定され、例えば、５Ｈｚが設定される。
インバータ０５は、周波数設定部０８から周波数低下信号Δｎが与えられると、その周波数低下信号Δｎにより周波数を低下してモータＭを駆動する。
ここで、インバータ０５への入力電流値とコンプレッサ０４の吐出部圧力には相関性があり、インバータ０５への入力電流が高くなるほど、コンプレッサ０４の吐出部圧力が高くなる。
【０００９】
また、図８に示すように、交流電源の電圧が一定であれば、インバータヘルツが下がれば、インバータ０５への入力電圧値が下がる関係がある。
そのため、カレントセーフ制御装置０６で、インバータヘルツを下げることにより、コンプレッサ０４の能力を下げ、これにより、吐出部圧力を仕様制限以下とすることができる。
尚、上述したカレントセーフ制御は、コンプレッサ０４の仕様制限に対応したものであるが、インバータ０５にも同様な仕様制限があり、入力電流をカレントカット値以下に制御することが要請されるが、一般には、上述したカレントセーフ制御の二次的効果により、インバータ０５の仕様制限をも満たすこともできる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のカレントセーフ制御では、吐出部圧力を直接検出するのではなく、インバータ０５への入力電流を検出して、入力電流値Ｉがある一定値（カレントセーフ制御値ＩCF）を越えたら、インバータヘルツを下げて、コンプレッサ０４の吐出部圧力を下げることを行っていたが、このようなカレントセーフ制御では、電源電圧が定格である２００Ｖを前提としていた。
【００１１】
しかし、電源電圧は、常に一定ではなく、図８に示すように、±１０％程度で変動することが多く、これに応じて、コンプレッサ０４の吐出部の圧力が変動する。
そのため、上述したカレントセーフ制御では、コンプレッサ０４の吐出部圧力の仕様制限よりも更に低めでインバータヘルツを下げたり、逆に、コンプレッサ０４の吐出部圧力の仕様制限を越えてもインバータヘルツが下がらない場合があり得る。
【００１２】
具体的には、コンプレッサ０４の仕様制限により、その吐出部圧力が約３０ｆｋｇ／ｃｍ2以下に制限されているとし、これに対応して、カレントセーフ制御値ＩCFを３０Ａに設定するとする。
また、インバータ０５への入力電流値Ｉが３０Ａのとき、図８に示すように、周波数設定部０８はインバータヘルツを約９０Ｈｚに設定し、吐出部圧力が約３０ｆｋｇ／ｃｍ2となるように調整する。
そして、インバータ０５への入力電流値Ｉがカレントセーフ制御値ＩCFを越えるときには、周波数設定部０８はインバータヘルツを９０Ｈｚから５Ｈｚ下げるようにし、吐出部圧力が約３０ｆｋｇ／ｃｍ2以下となるように調整する。
【００１３】
ここで、電源電圧が図８に示すように２２０Ｖに上昇しても、入力電流値Ｉがカレントセーフ制御値ＩCFを越えなければ、周波数設定部０８はインバータヘルツを約９０Ｈｚにしたままであるため、吐出部の圧力が仕様制限である３０ｆｋｇ／ｃｍ2を越えてしまうことがある。
また、電源電圧が図８に示すように１８０Ｖに変化しても、入力電流値Ｉがカレントセーフ制御値ＩCFを越えなければ、周波数設定部０８がインバータヘルツを約９０Ｈｚにしたままであるため、吐出部の圧力の仕様制限以下であるのに、インバータヘルツを９０Ｈｚから下げようとしていた。
【００１４】
このように、従来のカレントセーフ制御では、電源電圧が定格であることを前提とするため、電源電圧が変化すると、コンプレッサの仕様制限を満足できないか、コンプレッサの能力を十分に発揮させるように制御できないという不都合があった。
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、電源電圧の変動に対応し、コンプレッサの仕様制限の範囲内において、最も効率良く運転できるように改良したものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係る多室型空気調和装置のカレントセーフ制御方法は、複数の室内機を一つの室外機に接続し、前記室外機のコンプレッサ用モータへの電力の供給をインバータで周波数可変とした多室型空気調和装置において、前記インバータへの入力電流値がカレントセーフ制御値を越えないように、前記インバータに設定されるインバータヘルツを低下させると共に電源電圧値に応じて前記カレントセーフ制御値を複数のうちから選択することを特徴とする。
【００１６】
また、上記課題を解決する本発明の請求項２に係る多室型空気調和装置のカレントセーフ制御方法は、複数の室内機を一つの室外機に接続し、前記室外機のコンプレッサ用モータへの電力の供給をインバータで周波数可変とした多室型空気調和装置において、前記インバータへの入力電流値がカレントセーフ制御値を越えないように、前記インバータに設定されるインバータヘルツを低下させると共に電源電圧値に応じて前記カレントセーフ制御値を連続的に変化させることを特徴とする。
【００１７】
また、上記課題を解決する本発明の請求項３に係る多室型空気調和装置のカレントセーフ制御装置は、複数の室内機を一つの室外機に接続し、前記室外機のコンプレッサ用モータへの電力の供給をインバータで周波数可変とした多室型空気調和装置において、前記インバータへの入力電流値を検出する電流検出部と、電源電圧値を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部により検出される電源電圧値によりカレントセーフ制御値を複数のうちから選択する制御値選択部と、前記制御値選択部により選択されたカレントセーフ制御値と前記電流検出部により検出される入力電流値とを比較する比較部と、前記比較部により前記カレントセーフ制御値が前記入力電流値を越えると判断されるときに、周波数低下信号を前記インバータへ出力する周波数設定部とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、上記課題を解決する本発明の請求項４に係る多室型空気調和装置のカレントセーフ制御装置は、複数の室内機を一つの室外機に接続し、前記室外機のコンプレッサ用モータへの電力の供給をインバータで周波数可変とした多室型空気調和装置において、前記インバータへの入力電流値を検出する電流検出部と、電源電圧値を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部により検出される電源電圧値に基づきカレントセーフ制御値を一次関数により演算する制御値演算部と、前記制御値演算部により演算されたカレントセーフ制御値と前記電流検出部により検出される入力電流値とを比較する比較部と、前記比較部により前記カレントセーフ制御値が前記入力電流値を越えると判断されるときに、周波数低下信号を前記インバータへ出力する周波数設定部とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に示す実施例を参照して詳細に説明する。
〔実施例１〕
本発明の第１の実施例を図１〜図３に示す。
図１は、本実施例に係るマルチエアコンを示す構成図、図２はカレントセーフ制御装置を示すブロック図、図３は電源電圧とカレントセーフ制御電圧との関係を示すグラフである。
本実施例に係るマルチエアコンは、図１に示すように、定速コンプレッサ１４及びインバータ制御コンプレッサ１３を室外機１に組み込んだものである。
【００２０】
即ち、本実施例に係るマルチエアコンは、例えばビルの屋上等に設置される一台の室外機１と、この室外機１に冷媒配管２を介して接続され、例えばビルの各部屋等に設置されている室内機３1 、・・・、３n とからなる。
室外機１及び各室内機３1 〜３n はそれぞれファンモータ４、７1 〜７n 及び熱交換器１１、１２1 、・・・、１２n を有するとともに、室外機１は冷媒を圧縮するコンプレッサ１３、１４を有している。
【００２１】
このように本実施例は２台のコンプレッサ１３、１４を有するが、これらのうちコンプレッサ１３はその駆動源であるモータをインバータで制御するようにしたインバータ制御コンプレッサであり、コンプレッサ１４はインバータ制御を行わない一定回転のモータを駆動源とする定速コンプレッサである。
そして、これらのインバータ制御コンプレッサ１３及び定速コンプレッサ１４の駆動時には、先ずインバータ制御コンプレッサ１３を駆動して低負荷に対応し、負荷の増大に伴いインバータ制御コンプレッサ１３の出力が最大になった時点でこのインバータ制御コンプレッサ１３の出力を零若しくはその近傍として定速コンプレッサ１４を駆動し、その後の負荷の増大に対応してインバータ制御コンプレッサの出力を増大させるように制御して負荷変動に対処するようになっている。
【００２２】
このとき、インバータ制御コンプレッサ１３と定速コンプレッサ１４とは同出力のものを用いている。すなわち、当該マルチエアコンで要求される定格出力が１０馬力であるとすると、インバータ制御コンプレッサ１３及び定速コンプレッサ１４の定格出力は何れも５馬力のものを使用する。
この場合、勿論１０馬力の１台のインバータ制御コンプレッサを使用することもできるが、本実施例の如く２台のコンプレッサ１３、１４を用いることにより、これらの制御部の小形化を図ることができ、これに伴う部品の小形化により大幅なコストの低減を図ることができるという利点を有する。
【００２３】
両コンプレッサ１３、１４の吐出側の冷媒配管２にはオイルセパレータ１５、１６が配設してある。
これらのオイルセパレータ１５、１６はコンプレッサ１３、１４でそれぞれ圧縮して吐出した高温・高圧の冷媒中に含まれる潤滑油を分離し、キャピラリ１７、１８を介して両コンプレッサ１３、１４に戻すためのものである。これによりコンプレッサ１３、１４の摺動部の焼付きを防止している。
ちなみに、コンプレッサ１３、１４はモータ及びこれに駆動される圧縮部等、多くの摺動部を有しており、これらの潤滑を行うべく潤滑油が封入されているが、この潤滑油が冷媒とともに流出して減少した場合には摺動部で焼付きを起こす虞がある。
【００２４】
オイルセパレータ１６の吐出側の冷媒配管２には逆止弁１９が配設してある。
この逆止弁１９はインバータ制御コンプレッサ１３の駆動により圧縮されて高圧となった冷媒ガスの圧力が定速コンプレッサ１４の吐出側に作用するのを防止するためのものである。
このことにより、前述の如くインバータ制御コンプレッサ１３よりも後に起動される定速コンプレッサ１４の起動時に余分な負荷が作用して過負荷となるのを防止することができる。
本実施例では常にインバータ制御コンプレッサ１３が定速コンプレッサ１４よりも先に起動するような制御を行うためオイルセパレータ１５側には逆止弁を設ける必要はない。
【００２５】
四方向切換弁２０は当該マルチエアコンの冷房運転時と暖房運転時とにおける冷媒の流れ方向を切り換えるためのものである。
アキュムレータ２１は冷媒の気体と液体とを分離するためのものである。
冷暖房運転に伴う所定の熱交換を終了した冷媒は気体と液体が混合した気液混合状態となっているが、これをそのままコンプレッサ１３、１４に戻した場合、コンプレッサ１３、１４は冷媒ガスのみならず冷媒液も圧縮することとなる。
【００２６】
かかる液圧縮はコンプレッサ１３、１４にとって過負荷となり焼付き等の故障の原因となるので避けなければならない。
そこで、アキュムレータ２１は気液混合状態の冷媒を取り込んで気液分離を行い、冷媒ガスのみがコンプレッサ１３、１４に戻るようにしている。
膨張弁２２は直列に接続されたキャピラリ２３及び逆止弁２４と相互に並列になるように熱交換器１１の近傍で冷媒配管２に配設してある。
膨張弁２２は電気信号によりその開度を調節して冷媒の流量を調節可能な電子膨張弁であり、主に暖房運転時に冷媒を流通させ、熱交換器１１を蒸発器として機能させるためのものである。
【００２７】
キャピラリ２３及び逆止弁２４は冷房運転時に冷媒を流通させ、熱交換器１１を凝縮器として機能させるためのものである。
なお、暖房時にも膨張弁２２を介して冷媒を流すことができ、この場合にはキャピラリ２３及び逆止弁２４は必ずしも必要ではないが、膨張弁２２を介して冷媒を流した場合には冷媒の流動音が大きいので、膨張弁２２を絞り、キャピラリ２３及び逆止弁２４を介して冷媒を流通させればこの流動音を低減することができる。
すなわち、キャピラリ２３及び逆止弁２４は騒音低減効果をも得るためのものである。同様の機能を有する膨張弁２５1 、・・・、２５n 、キャピラリ２６1 、・・・、２６n 及び逆止弁２７1 、・・・、２７n は各室内機３1 〜３n において各熱交換器１２1 〜１２n の近傍にも設けてある。
【００２８】
なお、前述の如きキャピラリ２３及び逆止弁２４による騒音低減効果は、人が居ることが多い室内に設置された各室内機３1 〜３n 側において特に有用なものとなる。
なお、図１中、２８、２９、３０、３１はキャピラリであり、何れも冷媒に対する流動抵抗となるよう冷媒配管２の途中に配設されている。
【００２９】
かかるマルチエアコンにおいて冷房運転を行うときには、四方向切換弁２０の切り換えにより図中に実線の矢印で示す経路により冷媒を流す。
すなわち、コンプレッサ１３、１４で圧縮された高温・高圧の冷媒ガスは四方向切換弁２０を通り熱交換器１１に至る。
ここで冷媒ガスはファンモータ４で駆動されるファンが送給する空気と熱交換して冷却され、凝縮して高温の冷媒液となり、キャピラリ２３、逆止弁２４及び冷媒配管２を介して各室内機３1 〜３n に至る。
【００３０】
この結果冷媒は各室内機３1 〜３n の膨張弁２５1 〜２５n を通過する際に膨張し、気液混合状態となって熱交換器１２1 〜１２n に至り、ファンモータ７1 〜７n で駆動されるファンが送給する空気と熱交換し、温められて蒸発する。
ここで冷媒は液体と混合状態した状態の冷媒ガスとなり、四方向切換弁２０を介してアキュムレータ２１に至る。
このアキュムレータ２１で気液分離され冷媒ガスとしてコンプレッサ１３、１４に戻る。このように、冷房運転においては室外機１側の熱交換器１１が凝縮器として機能し、室内機３1 〜３n が蒸発器として機能する。
【００３１】
一方、暖房運転を行うときには、四方向切換弁２０の切り換えにより図中に点線の矢印で示す経路により冷媒を流す。
すなわち、コンプレッサ１３、１４から吐出された冷媒は四方向切換弁２０、各室内機３1 〜３n 、キャピラリ２６1 〜２６n 、逆止弁２７1 〜２７n 、膨張弁２２、熱交換器１１、四方向切換弁２０及びアキュムレータ２１を通ってコンプレッサ１３、１４に戻る。
このとき室内機３1 〜３n 側の熱交換器１２1 〜１２n は凝縮器として機能し、室外機１側の熱交換器１１は蒸発器として機能する。
【００３２】
また、各室内機３1 〜３n が設置された部屋の室温は、冷暖房時の各室内機３1 〜３n 側と室外機１側との間での通信回線を介した情報の授受により、各室内機３1 〜３n 側からの要求に応じた空調条件に対応させて膨張弁２２、２５1 〜２５n の開度を個別に調節することにより制御する。
かかる情報の授受及び制御は、室外機１及び各室内機３1 〜３n がそれぞれ有するマイクロ・コンピュータ等の制御部を通じて行う。
【００３３】
上記実施例に係るインバータ制御コンプレッサ１３は、図２に示すインバータ４１により制御される。
即ち、インバータ制御コンプレッサ１３に内蔵されるモータＭには、インバータ４１を介して交流電源が接続され、インバータ４１には、カレントセーフ制御装置４２が接続している。
交流電源としては、一般に、５０／６０Ｈｚ、２００Ｖが用いられるが、例えば、±１０％の変動が生じる。
【００３４】
インバータ４１は、電源電圧の周波数５０／６０Ｈｚを、例えば、９０Ｈｚに変化させ、インバータ制御コンプレッサ１３の圧縮能力を調整するものであり、その周波数はカレントセーフ制御装置４２により決定される。
カレントセーフ制御装置４２は、インバータ入力電流を検出し、カレントセーフ制御値ＩCFを上回ったら、インバータ４１に設定されるインバータヘルツを低下させると共に電源電圧値に応じてカレントセーフ制御値ＩCFを複数のうちから選択する機能を有し、電圧検出部４３、電流検出部４４、周波数設定部４５、比較部４６、制御値選択部４７及びメモリ４８等から構成される。
【００３５】
電圧検出部４３は、電源電圧を検出し、その検出値である電圧値Ｖを制御値選択部４７へ送る。
電流検出部４４は、交流電源からインバータ４１へ入力される入力電流を検出し、その検出値である電流値Ｉを比較部４６へ送る。
制御値選択部４７は、電圧検出部４３で検出された電圧値Ｖに応じて、メモリ４８に保存されている複数のカレントセーフ制御値ＩCFのうちから一つを選択する。
【００３６】
例えば、図３に示すように、電圧値Ｖが定格電圧２００Ｖ未満であるときには、４０Ａをカレントセーフ制御値ＩCFとして選択し、また、電圧値Ｖが定格電圧２００Ｖ以上であるときには、３０Ａをカレントセーフ制御値ＩCFとして選択する。
比較部４６は、電流検出部４４で検出された電流値Ｉと、制御値選択部４７で選択されたカレントセーフ制御値ＩCFを比較し、その結果を周波数設定部４５へ送る。
周波数設定部４５は、比較部４６により電流値Ｉがカレントセーフ制御値ＩCFを上回ったと判断されるときに（ＩCF＞Ｉ）、インバータ４１へ周波数低下信号Δｎを出力する。但し、比較部４４により電流値Ｉがカレントセーフ制御値ＩCF以下であると判断されるときには、インバータ４１へ周波数低下信号Δｎを出力しない。
【００３７】
周波数低下信号Δｎは、予め周波数設定部４５に設定され、例えば、５Ｈｚが設定される。
インバータ４１は、周波数設定部４５から周波数低下信号Δｎが与えられると、その周波数低下信号Δｎにより周波数を低下してモータＭを駆動する。
ここで、電源電圧は一定ではなく変動し、これに応じて、コンプレッサ１３の吐出部の圧力が変動するが、コンプレッサ１３の仕様制限によれば、例えば、その吐出部圧力は約３０ｆｋｇ／ｃｍ2以下にしなければならない。
本実施例では、電源電圧が定格電圧２００Ｖ以上であり、入力電流値Ｉがカレントセーフ制御値ＩCFである３０Ａを越えるときには、周波数設定部４５はインバータヘルツを９０Ｈｚから５Ｈｚ下げるようにし、吐出部圧力が約３０ｆｋｇ／ｃｍ2以下となるように調整する。
【００３８】
また、電源電圧が定格電圧２００Ｖ未満のときには、カレントカット制御値ＩCFとして４０Ａが選択されるため、インバータ０５への入力電流値Ｉが４０Ａを越えなければ、周波数設定部４５はインバータヘルツを９０Ｈｚを維持して、コンプレッサの能力を十分に発揮させるように調整する。
但し、インバータ４１への入力電流値Ｉが４０Ａを越えるときには、周波数設定部４５はインバータヘルツを９０Ｈｚから５Ｈｚ下げるようにし、吐出部圧力が約３０ｆｋｇ／ｃｍ2以下となるように調整する。
このように本実施例では、変動する電源電圧に対応して複数のカレントセーフ制御値ＩCFを切り換えて、カレントセーフ制御を行うので、コンプレッサの仕様制限を満足させつつ、かつ、コンプレッサの能力を十分に発揮させるように制御することができる。
【００３９】
尚、図３に示す例では、二つのカレントカット制御値ＩCFから選択するが、更に、電圧値Ｖが１８０Ｖ未満、１８０〜２２０、２２０Ｖ以上の三種類に分割しても良いし、更に、多段階に分割しても良い。
また、上述したカレントセーフ制御装置４２は、各機能に対応して電圧検出部４３、電流検出部４４、周波数設定部４５、比較部４６、制御値選択部４７及びメモリ４８を設けているが、同様な機能をプログラムしたマイクロ・コンピュータを利用しても良い。
【００４０】
〔実施例２〕
本発明の第２の実施例を図４、図５に示す。
図４は、本実施例に係るマルチエアコンのカレントセーフ制御装置を示すブロック図、図５は電源電圧とカレントセーフ制御電圧との関係を示すグラフである。尚、前述した実施例と同一部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
本実施例は、図１に示すマルチエアコンに適用したものであり、インバータ制御コンプレッサ１３を図４に示すようにカレントセーフ制御するものである。
【００４１】
即ち、インバータ制御コンプレッサ１３は、図４に示すインバータ４１により制御され、更に、このインバータ４１はカレントセーフ制御装置４２によりカレントセーフ制御される。
カレントセーフ制御装置４２は、インバータ入力電流を検出し、カレントセーフ制御値ＩCFを上回ったら、インバータ４１に設定されるインバータヘルツを低下させると共に電源電圧値に基づきカレントセーフ制御値ＩCFを一次関数により演算する機能を有し、電圧検出部４３、電流検出部４４、周波数設定部４５、比較部４６及び制御値演算部５０等から構成される。
【００４２】
制御値演算部５０は、電圧検出部４３で検出された電圧値Ｖに応じて、一次関数を利用して、カレントセーフ制御値ＩCFを演算するものである。
例えば、図５に示すように、電圧値Ｖが１８０Ｖ未満又は２２０以上のときには、一定値をカレントセーフ制御値ＩCFとして演算し、また、電圧値Ｖが１８０Ｖ以上２２０Ｖ以下のときには、その間を直線的に補間する値をカレントセーフ制御値ＩCFとして選択する。
従って、本実施例では、電源電圧に応じて、図５に従い、カレントセーフ制御値ＩCFを連続的に変化させることができるので、前述した実施例のように２段階にカレントセーフ制御値ＩCFを切り換える場合に比較しより一層細やかな制御が可能となる。
【００４３】
このように本実施例では、変動する電源電圧に対応してカレントセーフ制御値ＩCFを連続的に切り換えて、カレントセーフ制御を行うので、コンプレッサの仕様制限を満足をしつつ、かつ、コンプレッサの能力を完璧に発揮させるように制御することができる。
但し、電源電圧が定格電圧の±１０％を越えて変化する場合は、一般的ではないので、制御値演算部５０では、１８０Ｖ未満又は２２０以上の場合を省略しても良い。
【００４４】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発明の請求項１に係る多室型空気調和装置のカレントセーフ制御方法は、複数の室内機を一つの室外機に接続し、前記室外機のコンプレッサ用モータへの電力の供給をインバータで周波数可変とした多室型空気調和装置において、前記インバータへの入力電流値がカレントセーフ制御値を越えないように、前記インバータに設定されるインバータヘルツを低下させると共に、変動する電源電圧に対応して複数のカレントセーフ制御値を切り換えて、カレントセーフ制御を行うので、コンプレッサの仕様制限を満足させつつ、かつ、コンプレッサの能力を十分に発揮させるように制御することができる。
【００４５】
また、本発明の請求項２に係る多室型空気調和装置のカレントセーフ制御方法は、複数の室内機を一つの室外機に接続し、前記室外機のコンプレッサ用モータへの電力の供給をインバータで周波数可変とした多室型空気調和装置において、前記インバータへの入力電流値がカレントセーフ制御値を越えないように、前記インバータに設定されるインバータヘルツを低下させると共に、変動する電源電圧に対応してカレントセーフ制御値を連続的に切り換えて、カレントセーフ制御を行うので、コンプレッサの仕様制限を満足させつつ、かつ、コンプレッサの能力を完璧に発揮させるように制御することができる。
【００４６】
また、本発明の請求項３に係る多室型空気調和装置のカレントセーフ制御装置は、複数の室内機を一つの室外機に接続し、前記室外機のコンプレッサ用モータへの電力の供給をインバータで周波数可変とした多室型空気調和装置において、前記インバータへの入力電流値を検出する電流検出部と、電源電圧値を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部により検出される電源電圧値によりカレントセーフ制御値を複数のうちから選択する制御値選択部と、前記制御値選択部により選択されたカレントセーフ制御値と前記電流検出部により検出される入力電流値とを比較する比較部と、前記比較部により前記カレントセーフ制御値が前記入力電流値を越えると判断されるときに、周波数低下信号を前記インバータへ出力する周波数設定部とを備えたため、変動する電源電圧に対応して複数のカレントセーフ制御値を切り換えて、カレントセーフ制御を行うことができ、コンプレッサの仕様制限を満足をしつつ、かつ、コンプレッサの能力を十分に発揮させるように制御することができる。
【００４７】
また、本発明の請求項４に係る多室型空気調和装置のカレントセーフ制御装置は、複数の室内機を一つの室外機に接続し、前記室外機のコンプレッサ用モータへの電力の供給をインバータで周波数可変とした多室型空気調和装置において、前記インバータへの入力電流値を検出する電流検出部と、電源電圧値を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部により検出される電源電圧値に基づきカレントセーフ制御値を一次関数により演算する制御値演算部と、前記制御値演算部により演算されたカレントセーフ制御値と前記電流検出部により検出される入力電流値とを比較する比較部と、前記比較部により前記カレントセーフ制御値が前記入力電流値を越えると判断されるときに、周波数低下信号を前記インバータへ出力する周波数設定部とを備えたため、変動する電源電圧に対応してカレントセーフ制御値を連続的に切り換えて、カレントセーフ制御を行うことができ、コンプレッサの仕様制限を満足をしつつ、かつ、コンプレッサの能力を完璧に発揮させるように制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るマルチエアコンを示す構成図である。
【図２】カレントセーフ制御装置を示すブロック図である。
【図３】電源電圧とカレントセーフ制御電圧との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の第２の実施例に係るマルチエアコンのカレントセーフ制御装置を示すブロック図である。
【図５】電源電圧とカレントセーフ制御電圧との関係を示すグラフである。
【図６】マルチエアコンを示す概略図である。
【図７】従来のマルチエアコンのカレントセーフ制御装置を示すブロック図である。
【図８】入力電流とインバータヘルツとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 室外機
２ 冷媒配管
３1 〜３n 室内機
４ ファンモータ
５ インバータ
６ コンプレッサモータ
７ ファンモータ
１１ 熱交換器
１２1 〜１２n 熱交換器
１３ インバータ制御コンプレッサ
１４ 定速コンプレッサ
４１ インバータ
４２ カレントセーフ制御装置
４３ 電圧検出部
４４ 電流検出部
４５ 周波数設定部
４６ 比較部
４７ 制御値選択部
４８ メモリ
５０ 制御値演算部
【発明の属する技術分野】
本発明は、多室型空気調和装置のカレントセーフ制御方法及びその装置に関し、特にビル用空調システムとして有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
一台の室外機で複数台の室内機を個々に制御する多室型空気調和装置（以下、マルチエアコンと称す。）は、従来の空調システムに較べ、低コスト、省工事等の利点を有する点に鑑み、現在ではビル空調の主流となっている。
図６はこの種のマルチエアコンを概念的に示す説明図である。
同図に示すように、当該マルチエアコンは、例えばビルの屋上等に設置される一台の室外機０１と、この室外機０１に冷媒配管０２を介して接続され、例えばビルの各部屋等に設置されている室内機０３1 、０３2 、・・・、０３n とからなる。
【０００３】
室外機０１及び各室内機０３1 〜０３n はそれぞれ熱交換器を有するとともに、室外機０１は冷媒を圧縮するコンプレッサを有している。
また、各室内機０３1 〜０３n は遠隔操作部０３1a、０３2a、・・・、０３naを有しており、この遠隔操作部０３1a〜０３naで室温等の空調条件を設定するようになっている。
各室内機０３1 〜０３n における空調条件は通信線を介して送出され、これを受けて制御部がコンプレッサの駆動速度、各種弁の開度の調整等、必要な制御を行うようになっている。
【０００４】
かかる、マルチエアコンにおいては、各室内機０３1 〜０３n の設定温度等、空調条件の変動により室外機０１におけるコンプレッサの負荷は大きく変動するのが一般的である。
そこで、かかる負荷変動に良好に追従し得るよう、この種のマルチエアコンでは、コンプレッサを駆動する電動機をインバータで速度制御するインバータ制御コンプレッサを用いている。
【０００５】
一般に、室外機０１のコンプレッサの仕様制限として、コンプレッサの吐出部圧力（高圧とも言う。）を一定値以下に制御する高圧制御が要求されている。
そのため、図７に示すような、インバータ入力電流を検出し、カレントセーフ制御値を上回ったら、インバータヘルツを低下させるカレントセーフ制御が行われる。
即ち、室外機０１におけるコンプレッサ０４に内蔵されるモータＭには、インバータ０５を介して交流電源が接続され、インバータ０５には、カレントセーフ制御装置０６が接続している。
【０００６】
交流電源としては、一般に、５０／６０Ｈｚ、２００Ｖが用いられる。
インバータ０５は、電源電圧の周波数５０／６０Ｈｚを、例えば、９０Ｈｚに変化させ、コンプレッサ０４の圧縮能力を調整するものであり、その周波数はカレントセーフ制御装置０６により決定される。
カレントセーフ制御装置０６は、インバータ入力電流を検出し、カレントセーフ制御値ＩCFを上回ったら、インバータヘルツを低下させる機能を有し、電流検出部０７、周波数設定部０８、比較部０９及びメモリ０１０等から構成される。
【０００７】
電流検出部０７は、交流電源からインバータ０５へ入力される入力電流を検出し、その検出値である電流値Ｉを比較部０９へ送る。
比較部０９は、電流検出部０７で検出された電流値Ｉと、予めメモリ０１０に保存されているカレントセーフ制御値ＩCFを比較し、その結果を周波数設定部０８へ送る。
周波数設定部０８は、比較部０９により電流値Ｉがカレントセーフ制御値ＩCFを上回ったと判断されるときに（ＩCF＞Ｉ）、インバータ０５へ周波数低下信号Δｎを出力する。但し、比較部０９により電流値Ｉがカレントセーフ制御値ＩCF以下であると判断されるときには、インバータ０５へ周波数低下信号Δｎを出力しない。
【０００８】
周波数低下信号Δｎは、予め周波数設定部０８に設定され、例えば、５Ｈｚが設定される。
インバータ０５は、周波数設定部０８から周波数低下信号Δｎが与えられると、その周波数低下信号Δｎにより周波数を低下してモータＭを駆動する。
ここで、インバータ０５への入力電流値とコンプレッサ０４の吐出部圧力には相関性があり、インバータ０５への入力電流が高くなるほど、コンプレッサ０４の吐出部圧力が高くなる。
【０００９】
また、図８に示すように、交流電源の電圧が一定であれば、インバータヘルツが下がれば、インバータ０５への入力電圧値が下がる関係がある。
そのため、カレントセーフ制御装置０６で、インバータヘルツを下げることにより、コンプレッサ０４の能力を下げ、これにより、吐出部圧力を仕様制限以下とすることができる。
尚、上述したカレントセーフ制御は、コンプレッサ０４の仕様制限に対応したものであるが、インバータ０５にも同様な仕様制限があり、入力電流をカレントカット値以下に制御することが要請されるが、一般には、上述したカレントセーフ制御の二次的効果により、インバータ０５の仕様制限をも満たすこともできる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のカレントセーフ制御では、吐出部圧力を直接検出するのではなく、インバータ０５への入力電流を検出して、入力電流値Ｉがある一定値（カレントセーフ制御値ＩCF）を越えたら、インバータヘルツを下げて、コンプレッサ０４の吐出部圧力を下げることを行っていたが、このようなカレントセーフ制御では、電源電圧が定格である２００Ｖを前提としていた。
【００１１】
しかし、電源電圧は、常に一定ではなく、図８に示すように、±１０％程度で変動することが多く、これに応じて、コンプレッサ０４の吐出部の圧力が変動する。
そのため、上述したカレントセーフ制御では、コンプレッサ０４の吐出部圧力の仕様制限よりも更に低めでインバータヘルツを下げたり、逆に、コンプレッサ０４の吐出部圧力の仕様制限を越えてもインバータヘルツが下がらない場合があり得る。
【００１２】
具体的には、コンプレッサ０４の仕様制限により、その吐出部圧力が約３０ｆｋｇ／ｃｍ2以下に制限されているとし、これに対応して、カレントセーフ制御値ＩCFを３０Ａに設定するとする。
また、インバータ０５への入力電流値Ｉが３０Ａのとき、図８に示すように、周波数設定部０８はインバータヘルツを約９０Ｈｚに設定し、吐出部圧力が約３０ｆｋｇ／ｃｍ2となるように調整する。
そして、インバータ０５への入力電流値Ｉがカレントセーフ制御値ＩCFを越えるときには、周波数設定部０８はインバータヘルツを９０Ｈｚから５Ｈｚ下げるようにし、吐出部圧力が約３０ｆｋｇ／ｃｍ2以下となるように調整する。
【００１３】
ここで、電源電圧が図８に示すように２２０Ｖに上昇しても、入力電流値Ｉがカレントセーフ制御値ＩCFを越えなければ、周波数設定部０８はインバータヘルツを約９０Ｈｚにしたままであるため、吐出部の圧力が仕様制限である３０ｆｋｇ／ｃｍ2を越えてしまうことがある。
また、電源電圧が図８に示すように１８０Ｖに変化しても、入力電流値Ｉがカレントセーフ制御値ＩCFを越えなければ、周波数設定部０８がインバータヘルツを約９０Ｈｚにしたままであるため、吐出部の圧力の仕様制限以下であるのに、インバータヘルツを９０Ｈｚから下げようとしていた。
【００１４】
このように、従来のカレントセーフ制御では、電源電圧が定格であることを前提とするため、電源電圧が変化すると、コンプレッサの仕様制限を満足できないか、コンプレッサの能力を十分に発揮させるように制御できないという不都合があった。
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、電源電圧の変動に対応し、コンプレッサの仕様制限の範囲内において、最も効率良く運転できるように改良したものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係る多室型空気調和装置のカレントセーフ制御方法は、複数の室内機を一つの室外機に接続し、前記室外機のコンプレッサ用モータへの電力の供給をインバータで周波数可変とした多室型空気調和装置において、前記インバータへの入力電流値がカレントセーフ制御値を越えないように、前記インバータに設定されるインバータヘルツを低下させると共に電源電圧値に応じて前記カレントセーフ制御値を複数のうちから選択することを特徴とする。
【００１６】
また、上記課題を解決する本発明の請求項２に係る多室型空気調和装置のカレントセーフ制御方法は、複数の室内機を一つの室外機に接続し、前記室外機のコンプレッサ用モータへの電力の供給をインバータで周波数可変とした多室型空気調和装置において、前記インバータへの入力電流値がカレントセーフ制御値を越えないように、前記インバータに設定されるインバータヘルツを低下させると共に電源電圧値に応じて前記カレントセーフ制御値を連続的に変化させることを特徴とする。
【００１７】
また、上記課題を解決する本発明の請求項３に係る多室型空気調和装置のカレントセーフ制御装置は、複数の室内機を一つの室外機に接続し、前記室外機のコンプレッサ用モータへの電力の供給をインバータで周波数可変とした多室型空気調和装置において、前記インバータへの入力電流値を検出する電流検出部と、電源電圧値を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部により検出される電源電圧値によりカレントセーフ制御値を複数のうちから選択する制御値選択部と、前記制御値選択部により選択されたカレントセーフ制御値と前記電流検出部により検出される入力電流値とを比較する比較部と、前記比較部により前記カレントセーフ制御値が前記入力電流値を越えると判断されるときに、周波数低下信号を前記インバータへ出力する周波数設定部とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、上記課題を解決する本発明の請求項４に係る多室型空気調和装置のカレントセーフ制御装置は、複数の室内機を一つの室外機に接続し、前記室外機のコンプレッサ用モータへの電力の供給をインバータで周波数可変とした多室型空気調和装置において、前記インバータへの入力電流値を検出する電流検出部と、電源電圧値を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部により検出される電源電圧値に基づきカレントセーフ制御値を一次関数により演算する制御値演算部と、前記制御値演算部により演算されたカレントセーフ制御値と前記電流検出部により検出される入力電流値とを比較する比較部と、前記比較部により前記カレントセーフ制御値が前記入力電流値を越えると判断されるときに、周波数低下信号を前記インバータへ出力する周波数設定部とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に示す実施例を参照して詳細に説明する。
〔実施例１〕
本発明の第１の実施例を図１〜図３に示す。
図１は、本実施例に係るマルチエアコンを示す構成図、図２はカレントセーフ制御装置を示すブロック図、図３は電源電圧とカレントセーフ制御電圧との関係を示すグラフである。
本実施例に係るマルチエアコンは、図１に示すように、定速コンプレッサ１４及びインバータ制御コンプレッサ１３を室外機１に組み込んだものである。
【００２０】
即ち、本実施例に係るマルチエアコンは、例えばビルの屋上等に設置される一台の室外機１と、この室外機１に冷媒配管２を介して接続され、例えばビルの各部屋等に設置されている室内機３1 、・・・、３n とからなる。
室外機１及び各室内機３1 〜３n はそれぞれファンモータ４、７1 〜７n 及び熱交換器１１、１２1 、・・・、１２n を有するとともに、室外機１は冷媒を圧縮するコンプレッサ１３、１４を有している。
【００２１】
このように本実施例は２台のコンプレッサ１３、１４を有するが、これらのうちコンプレッサ１３はその駆動源であるモータをインバータで制御するようにしたインバータ制御コンプレッサであり、コンプレッサ１４はインバータ制御を行わない一定回転のモータを駆動源とする定速コンプレッサである。
そして、これらのインバータ制御コンプレッサ１３及び定速コンプレッサ１４の駆動時には、先ずインバータ制御コンプレッサ１３を駆動して低負荷に対応し、負荷の増大に伴いインバータ制御コンプレッサ１３の出力が最大になった時点でこのインバータ制御コンプレッサ１３の出力を零若しくはその近傍として定速コンプレッサ１４を駆動し、その後の負荷の増大に対応してインバータ制御コンプレッサの出力を増大させるように制御して負荷変動に対処するようになっている。
【００２２】
このとき、インバータ制御コンプレッサ１３と定速コンプレッサ１４とは同出力のものを用いている。すなわち、当該マルチエアコンで要求される定格出力が１０馬力であるとすると、インバータ制御コンプレッサ１３及び定速コンプレッサ１４の定格出力は何れも５馬力のものを使用する。
この場合、勿論１０馬力の１台のインバータ制御コンプレッサを使用することもできるが、本実施例の如く２台のコンプレッサ１３、１４を用いることにより、これらの制御部の小形化を図ることができ、これに伴う部品の小形化により大幅なコストの低減を図ることができるという利点を有する。
【００２３】
両コンプレッサ１３、１４の吐出側の冷媒配管２にはオイルセパレータ１５、１６が配設してある。
これらのオイルセパレータ１５、１６はコンプレッサ１３、１４でそれぞれ圧縮して吐出した高温・高圧の冷媒中に含まれる潤滑油を分離し、キャピラリ１７、１８を介して両コンプレッサ１３、１４に戻すためのものである。これによりコンプレッサ１３、１４の摺動部の焼付きを防止している。
ちなみに、コンプレッサ１３、１４はモータ及びこれに駆動される圧縮部等、多くの摺動部を有しており、これらの潤滑を行うべく潤滑油が封入されているが、この潤滑油が冷媒とともに流出して減少した場合には摺動部で焼付きを起こす虞がある。
【００２４】
オイルセパレータ１６の吐出側の冷媒配管２には逆止弁１９が配設してある。
この逆止弁１９はインバータ制御コンプレッサ１３の駆動により圧縮されて高圧となった冷媒ガスの圧力が定速コンプレッサ１４の吐出側に作用するのを防止するためのものである。
このことにより、前述の如くインバータ制御コンプレッサ１３よりも後に起動される定速コンプレッサ１４の起動時に余分な負荷が作用して過負荷となるのを防止することができる。
本実施例では常にインバータ制御コンプレッサ１３が定速コンプレッサ１４よりも先に起動するような制御を行うためオイルセパレータ１５側には逆止弁を設ける必要はない。
【００２５】
四方向切換弁２０は当該マルチエアコンの冷房運転時と暖房運転時とにおける冷媒の流れ方向を切り換えるためのものである。
アキュムレータ２１は冷媒の気体と液体とを分離するためのものである。
冷暖房運転に伴う所定の熱交換を終了した冷媒は気体と液体が混合した気液混合状態となっているが、これをそのままコンプレッサ１３、１４に戻した場合、コンプレッサ１３、１４は冷媒ガスのみならず冷媒液も圧縮することとなる。
【００２６】
かかる液圧縮はコンプレッサ１３、１４にとって過負荷となり焼付き等の故障の原因となるので避けなければならない。
そこで、アキュムレータ２１は気液混合状態の冷媒を取り込んで気液分離を行い、冷媒ガスのみがコンプレッサ１３、１４に戻るようにしている。
膨張弁２２は直列に接続されたキャピラリ２３及び逆止弁２４と相互に並列になるように熱交換器１１の近傍で冷媒配管２に配設してある。
膨張弁２２は電気信号によりその開度を調節して冷媒の流量を調節可能な電子膨張弁であり、主に暖房運転時に冷媒を流通させ、熱交換器１１を蒸発器として機能させるためのものである。
【００２７】
キャピラリ２３及び逆止弁２４は冷房運転時に冷媒を流通させ、熱交換器１１を凝縮器として機能させるためのものである。
なお、暖房時にも膨張弁２２を介して冷媒を流すことができ、この場合にはキャピラリ２３及び逆止弁２４は必ずしも必要ではないが、膨張弁２２を介して冷媒を流した場合には冷媒の流動音が大きいので、膨張弁２２を絞り、キャピラリ２３及び逆止弁２４を介して冷媒を流通させればこの流動音を低減することができる。
すなわち、キャピラリ２３及び逆止弁２４は騒音低減効果をも得るためのものである。同様の機能を有する膨張弁２５1 、・・・、２５n 、キャピラリ２６1 、・・・、２６n 及び逆止弁２７1 、・・・、２７n は各室内機３1 〜３n において各熱交換器１２1 〜１２n の近傍にも設けてある。
【００２８】
なお、前述の如きキャピラリ２３及び逆止弁２４による騒音低減効果は、人が居ることが多い室内に設置された各室内機３1 〜３n 側において特に有用なものとなる。
なお、図１中、２８、２９、３０、３１はキャピラリであり、何れも冷媒に対する流動抵抗となるよう冷媒配管２の途中に配設されている。
【００２９】
かかるマルチエアコンにおいて冷房運転を行うときには、四方向切換弁２０の切り換えにより図中に実線の矢印で示す経路により冷媒を流す。
すなわち、コンプレッサ１３、１４で圧縮された高温・高圧の冷媒ガスは四方向切換弁２０を通り熱交換器１１に至る。
ここで冷媒ガスはファンモータ４で駆動されるファンが送給する空気と熱交換して冷却され、凝縮して高温の冷媒液となり、キャピラリ２３、逆止弁２４及び冷媒配管２を介して各室内機３1 〜３n に至る。
【００３０】
この結果冷媒は各室内機３1 〜３n の膨張弁２５1 〜２５n を通過する際に膨張し、気液混合状態となって熱交換器１２1 〜１２n に至り、ファンモータ７1 〜７n で駆動されるファンが送給する空気と熱交換し、温められて蒸発する。
ここで冷媒は液体と混合状態した状態の冷媒ガスとなり、四方向切換弁２０を介してアキュムレータ２１に至る。
このアキュムレータ２１で気液分離され冷媒ガスとしてコンプレッサ１３、１４に戻る。このように、冷房運転においては室外機１側の熱交換器１１が凝縮器として機能し、室内機３1 〜３n が蒸発器として機能する。
【００３１】
一方、暖房運転を行うときには、四方向切換弁２０の切り換えにより図中に点線の矢印で示す経路により冷媒を流す。
すなわち、コンプレッサ１３、１４から吐出された冷媒は四方向切換弁２０、各室内機３1 〜３n 、キャピラリ２６1 〜２６n 、逆止弁２７1 〜２７n 、膨張弁２２、熱交換器１１、四方向切換弁２０及びアキュムレータ２１を通ってコンプレッサ１３、１４に戻る。
このとき室内機３1 〜３n 側の熱交換器１２1 〜１２n は凝縮器として機能し、室外機１側の熱交換器１１は蒸発器として機能する。
【００３２】
また、各室内機３1 〜３n が設置された部屋の室温は、冷暖房時の各室内機３1 〜３n 側と室外機１側との間での通信回線を介した情報の授受により、各室内機３1 〜３n 側からの要求に応じた空調条件に対応させて膨張弁２２、２５1 〜２５n の開度を個別に調節することにより制御する。
かかる情報の授受及び制御は、室外機１及び各室内機３1 〜３n がそれぞれ有するマイクロ・コンピュータ等の制御部を通じて行う。
【００３３】
上記実施例に係るインバータ制御コンプレッサ１３は、図２に示すインバータ４１により制御される。
即ち、インバータ制御コンプレッサ１３に内蔵されるモータＭには、インバータ４１を介して交流電源が接続され、インバータ４１には、カレントセーフ制御装置４２が接続している。
交流電源としては、一般に、５０／６０Ｈｚ、２００Ｖが用いられるが、例えば、±１０％の変動が生じる。
【００３４】
インバータ４１は、電源電圧の周波数５０／６０Ｈｚを、例えば、９０Ｈｚに変化させ、インバータ制御コンプレッサ１３の圧縮能力を調整するものであり、その周波数はカレントセーフ制御装置４２により決定される。
カレントセーフ制御装置４２は、インバータ入力電流を検出し、カレントセーフ制御値ＩCFを上回ったら、インバータ４１に設定されるインバータヘルツを低下させると共に電源電圧値に応じてカレントセーフ制御値ＩCFを複数のうちから選択する機能を有し、電圧検出部４３、電流検出部４４、周波数設定部４５、比較部４６、制御値選択部４７及びメモリ４８等から構成される。
【００３５】
電圧検出部４３は、電源電圧を検出し、その検出値である電圧値Ｖを制御値選択部４７へ送る。
電流検出部４４は、交流電源からインバータ４１へ入力される入力電流を検出し、その検出値である電流値Ｉを比較部４６へ送る。
制御値選択部４７は、電圧検出部４３で検出された電圧値Ｖに応じて、メモリ４８に保存されている複数のカレントセーフ制御値ＩCFのうちから一つを選択する。
【００３６】
例えば、図３に示すように、電圧値Ｖが定格電圧２００Ｖ未満であるときには、４０Ａをカレントセーフ制御値ＩCFとして選択し、また、電圧値Ｖが定格電圧２００Ｖ以上であるときには、３０Ａをカレントセーフ制御値ＩCFとして選択する。
比較部４６は、電流検出部４４で検出された電流値Ｉと、制御値選択部４７で選択されたカレントセーフ制御値ＩCFを比較し、その結果を周波数設定部４５へ送る。
周波数設定部４５は、比較部４６により電流値Ｉがカレントセーフ制御値ＩCFを上回ったと判断されるときに（ＩCF＞Ｉ）、インバータ４１へ周波数低下信号Δｎを出力する。但し、比較部４４により電流値Ｉがカレントセーフ制御値ＩCF以下であると判断されるときには、インバータ４１へ周波数低下信号Δｎを出力しない。
【００３７】
周波数低下信号Δｎは、予め周波数設定部４５に設定され、例えば、５Ｈｚが設定される。
インバータ４１は、周波数設定部４５から周波数低下信号Δｎが与えられると、その周波数低下信号Δｎにより周波数を低下してモータＭを駆動する。
ここで、電源電圧は一定ではなく変動し、これに応じて、コンプレッサ１３の吐出部の圧力が変動するが、コンプレッサ１３の仕様制限によれば、例えば、その吐出部圧力は約３０ｆｋｇ／ｃｍ2以下にしなければならない。
本実施例では、電源電圧が定格電圧２００Ｖ以上であり、入力電流値Ｉがカレントセーフ制御値ＩCFである３０Ａを越えるときには、周波数設定部４５はインバータヘルツを９０Ｈｚから５Ｈｚ下げるようにし、吐出部圧力が約３０ｆｋｇ／ｃｍ2以下となるように調整する。
【００３８】
また、電源電圧が定格電圧２００Ｖ未満のときには、カレントカット制御値ＩCFとして４０Ａが選択されるため、インバータ０５への入力電流値Ｉが４０Ａを越えなければ、周波数設定部４５はインバータヘルツを９０Ｈｚを維持して、コンプレッサの能力を十分に発揮させるように調整する。
但し、インバータ４１への入力電流値Ｉが４０Ａを越えるときには、周波数設定部４５はインバータヘルツを９０Ｈｚから５Ｈｚ下げるようにし、吐出部圧力が約３０ｆｋｇ／ｃｍ2以下となるように調整する。
このように本実施例では、変動する電源電圧に対応して複数のカレントセーフ制御値ＩCFを切り換えて、カレントセーフ制御を行うので、コンプレッサの仕様制限を満足させつつ、かつ、コンプレッサの能力を十分に発揮させるように制御することができる。
【００３９】
尚、図３に示す例では、二つのカレントカット制御値ＩCFから選択するが、更に、電圧値Ｖが１８０Ｖ未満、１８０〜２２０、２２０Ｖ以上の三種類に分割しても良いし、更に、多段階に分割しても良い。
また、上述したカレントセーフ制御装置４２は、各機能に対応して電圧検出部４３、電流検出部４４、周波数設定部４５、比較部４６、制御値選択部４７及びメモリ４８を設けているが、同様な機能をプログラムしたマイクロ・コンピュータを利用しても良い。
【００４０】
〔実施例２〕
本発明の第２の実施例を図４、図５に示す。
図４は、本実施例に係るマルチエアコンのカレントセーフ制御装置を示すブロック図、図５は電源電圧とカレントセーフ制御電圧との関係を示すグラフである。尚、前述した実施例と同一部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
本実施例は、図１に示すマルチエアコンに適用したものであり、インバータ制御コンプレッサ１３を図４に示すようにカレントセーフ制御するものである。
【００４１】
即ち、インバータ制御コンプレッサ１３は、図４に示すインバータ４１により制御され、更に、このインバータ４１はカレントセーフ制御装置４２によりカレントセーフ制御される。
カレントセーフ制御装置４２は、インバータ入力電流を検出し、カレントセーフ制御値ＩCFを上回ったら、インバータ４１に設定されるインバータヘルツを低下させると共に電源電圧値に基づきカレントセーフ制御値ＩCFを一次関数により演算する機能を有し、電圧検出部４３、電流検出部４４、周波数設定部４５、比較部４６及び制御値演算部５０等から構成される。
【００４２】
制御値演算部５０は、電圧検出部４３で検出された電圧値Ｖに応じて、一次関数を利用して、カレントセーフ制御値ＩCFを演算するものである。
例えば、図５に示すように、電圧値Ｖが１８０Ｖ未満又は２２０以上のときには、一定値をカレントセーフ制御値ＩCFとして演算し、また、電圧値Ｖが１８０Ｖ以上２２０Ｖ以下のときには、その間を直線的に補間する値をカレントセーフ制御値ＩCFとして選択する。
従って、本実施例では、電源電圧に応じて、図５に従い、カレントセーフ制御値ＩCFを連続的に変化させることができるので、前述した実施例のように２段階にカレントセーフ制御値ＩCFを切り換える場合に比較しより一層細やかな制御が可能となる。
【００４３】
このように本実施例では、変動する電源電圧に対応してカレントセーフ制御値ＩCFを連続的に切り換えて、カレントセーフ制御を行うので、コンプレッサの仕様制限を満足をしつつ、かつ、コンプレッサの能力を完璧に発揮させるように制御することができる。
但し、電源電圧が定格電圧の±１０％を越えて変化する場合は、一般的ではないので、制御値演算部５０では、１８０Ｖ未満又は２２０以上の場合を省略しても良い。
【００４４】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発明の請求項１に係る多室型空気調和装置のカレントセーフ制御方法は、複数の室内機を一つの室外機に接続し、前記室外機のコンプレッサ用モータへの電力の供給をインバータで周波数可変とした多室型空気調和装置において、前記インバータへの入力電流値がカレントセーフ制御値を越えないように、前記インバータに設定されるインバータヘルツを低下させると共に、変動する電源電圧に対応して複数のカレントセーフ制御値を切り換えて、カレントセーフ制御を行うので、コンプレッサの仕様制限を満足させつつ、かつ、コンプレッサの能力を十分に発揮させるように制御することができる。
【００４５】
また、本発明の請求項２に係る多室型空気調和装置のカレントセーフ制御方法は、複数の室内機を一つの室外機に接続し、前記室外機のコンプレッサ用モータへの電力の供給をインバータで周波数可変とした多室型空気調和装置において、前記インバータへの入力電流値がカレントセーフ制御値を越えないように、前記インバータに設定されるインバータヘルツを低下させると共に、変動する電源電圧に対応してカレントセーフ制御値を連続的に切り換えて、カレントセーフ制御を行うので、コンプレッサの仕様制限を満足させつつ、かつ、コンプレッサの能力を完璧に発揮させるように制御することができる。
【００４６】
また、本発明の請求項３に係る多室型空気調和装置のカレントセーフ制御装置は、複数の室内機を一つの室外機に接続し、前記室外機のコンプレッサ用モータへの電力の供給をインバータで周波数可変とした多室型空気調和装置において、前記インバータへの入力電流値を検出する電流検出部と、電源電圧値を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部により検出される電源電圧値によりカレントセーフ制御値を複数のうちから選択する制御値選択部と、前記制御値選択部により選択されたカレントセーフ制御値と前記電流検出部により検出される入力電流値とを比較する比較部と、前記比較部により前記カレントセーフ制御値が前記入力電流値を越えると判断されるときに、周波数低下信号を前記インバータへ出力する周波数設定部とを備えたため、変動する電源電圧に対応して複数のカレントセーフ制御値を切り換えて、カレントセーフ制御を行うことができ、コンプレッサの仕様制限を満足をしつつ、かつ、コンプレッサの能力を十分に発揮させるように制御することができる。
【００４７】
また、本発明の請求項４に係る多室型空気調和装置のカレントセーフ制御装置は、複数の室内機を一つの室外機に接続し、前記室外機のコンプレッサ用モータへの電力の供給をインバータで周波数可変とした多室型空気調和装置において、前記インバータへの入力電流値を検出する電流検出部と、電源電圧値を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部により検出される電源電圧値に基づきカレントセーフ制御値を一次関数により演算する制御値演算部と、前記制御値演算部により演算されたカレントセーフ制御値と前記電流検出部により検出される入力電流値とを比較する比較部と、前記比較部により前記カレントセーフ制御値が前記入力電流値を越えると判断されるときに、周波数低下信号を前記インバータへ出力する周波数設定部とを備えたため、変動する電源電圧に対応してカレントセーフ制御値を連続的に切り換えて、カレントセーフ制御を行うことができ、コンプレッサの仕様制限を満足をしつつ、かつ、コンプレッサの能力を完璧に発揮させるように制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るマルチエアコンを示す構成図である。
【図２】カレントセーフ制御装置を示すブロック図である。
【図３】電源電圧とカレントセーフ制御電圧との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の第２の実施例に係るマルチエアコンのカレントセーフ制御装置を示すブロック図である。
【図５】電源電圧とカレントセーフ制御電圧との関係を示すグラフである。
【図６】マルチエアコンを示す概略図である。
【図７】従来のマルチエアコンのカレントセーフ制御装置を示すブロック図である。
【図８】入力電流とインバータヘルツとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 室外機
２ 冷媒配管
３1 〜３n 室内機
４ ファンモータ
５ インバータ
６ コンプレッサモータ
７ ファンモータ
１１ 熱交換器
１２1 〜１２n 熱交換器
１３ インバータ制御コンプレッサ
１４ 定速コンプレッサ
４１ インバータ
４２ カレントセーフ制御装置
４３ 電圧検出部
４４ 電流検出部
４５ 周波数設定部
４６ 比較部
４７ 制御値選択部
４８ メモリ
５０ 制御値演算部
Claims (4)
- 複数の室内機を一つの室外機に接続し、前記室外機のコンプレッサ用モータへの電力の供給をインバータで周波数可変とした多室型空気調和装置において、前記インバータへの入力電流値がカレントセーフ制御値を越えないように、前記インバータに設定されるインバータヘルツを低下させると共に電源電圧値に応じて前記カレントセーフ制御値を複数のうちから選択することを特徴とする多室型空気調和装置のカレントセーフ制御方法。
- 複数の室内機を一つの室外機に接続し、前記室外機のコンプレッサ用モータへの電力の供給をインバータで周波数可変とした多室型空気調和装置において、前記インバータへの入力電流値がカレントセーフ制御値を越えないように、前記インバータに設定されるインバータヘルツを低下させると共に電源電圧値に応じて前記カレントセーフ制御値を連続的に変化させることを特徴とする多室型空気調和装置のカレントセーフ制御方法。
- 複数の室内機を一つの室外機に接続し、前記室外機のコンプレッサ用モータへの電力の供給をインバータで周波数可変とした多室型空気調和装置において、前記インバータへの入力電流値を検出する電流検出部と、電源電圧値を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部により検出される電源電圧値によりカレントセーフ制御値を複数のうちから選択する制御値選択部と、前記制御値選択部により選択されたカレントセーフ制御値と前記電流検出部により検出される入力電流値とを比較する比較部と、前記比較部により前記カレントセーフ制御値が前記入力電流値を越えると判断されるときに、周波数低下信号を前記インバータへ出力する周波数設定部とを備えたことを特徴とする多室型空気調和装置のカレントセーフ制御装置。
- 複数の室内機を一つの室外機に接続し、前記室外機のコンプレッサ用モータへの電力の供給をインバータで周波数可変とした多室型空気調和装置において、前記インバータへの入力電流値を検出する電流検出部と、電源電圧値を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部により検出される電源電圧値に基づきカレントセーフ制御値を一次関数により演算する制御値演算部と、前記制御値演算部により演算されたカレントセーフ制御値と前記電流検出部により検出される入力電流値とを比較する比較部と、前記比較部により前記カレントセーフ制御値が前記入力電流値を越えると判断されるときに、周波数低下信号を前記インバータへ出力する周波数設定部とを備えたことを特徴とする多室型空気調和装置のカレントセーフ制御装置。
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