JPH0148461B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は空気調和装置、詳しくは、フアンを付
設し、暖房時凝縮器となる熱交換器と、容量を段
階的に制御しうる容量制御手段を備え、かつ、高
圧圧力開閉器を備えた圧縮機とをもち、能力調整
を可能とした空気調和装置に関する。 （従来技術） 本出願人は以上の如く構成する空気調和装置に
関し、先に特許出願をしている（特願昭58−
60454号）。 この先出願に係る空気調和装置の冷凍能力の制
御は前記フアンからの吹出空気温度を基に行うよ
うになつており、このものは第８図に模式的に示
すように、前記フアン（図示せず）の吹出空気温
度を設定する設定手段５０と、同吹出空気温度を
検出する検出手段５１とを設けると共に、これら
手段５０，５１の出力を基に検出温度と設定温度
とを比較する判定手段５２と、該判定手段５２の
出力を基に所定時間（例えば３分間）毎に容量制
御手段をもつ前記圧縮機（図示せず）の容量段階
を調節する能力制御指令手段５３とを設け、暖房
運転時、この能力制御指令手段５３の前記所定時
間毎の出力により前記空気調和装置の能力を調節
し、前記吹出空気温度を前記設定温度に保持する
ように成していた。 ところが、斯く構成するものは、第８図、第３
図を参照しながら説明すると、暖房運転時、被空
気調和室２０の負荷の急激な減少により、前記空
気調和装置の吹出側に接続される吹出ダクト１９
の各被空気調和室２０の各ダンパー２１が同時に
閉鎖された場合等、前記フアンの吹出空気量が激
減された時には前記圧縮機の吹出圧力が上昇する
と共に、吹出空気温度が急上昇する事能が生じる
にもかかわらず、前記能力制御指令手段５３が周
期的に出力する次の出力時までの間は、前記圧縮
機の容量段階を減少させることができないのであ
り、このため、前記能力制御指令手段５３の出力
により前記圧縮機の容量段階が減少させられる前
に、前記圧縮機の吐出圧力が該圧縮機に備える高
圧圧力開閉器（図示せず）の設定圧力より高くな
つて、該圧縮機が停止されてしまう場合があつ
た。 この結果、前記圧縮機の発停頻度が増し、該圧
縮機の耐久性を損うばかりでなく、吹出空気温度
の安定した制御が行えない問題があつたのであ
る。 （発明の目的） 本発明の目的は、前記判定手段とは別に、吹出
空気温度を基に吐出圧力が極めて急激に上昇し
て、不都合な領域の高圧になつたことを判定する
判定手段を設け、該判定手段の出力により該出力
と同時に冷凍能力を強制的に減少させるように成
し、さらに冷凍能力を強制的に減少させると前記
圧縮機が停止する時には、能力減少側への調節出
力を阻止してその時の容量段階を保持させるよう
に成すことにより、前記高圧圧力開閉器の作動に
よる圧縮機の停止頻度を減少させ、前記圧縮機の
耐久性を向上させると共に、吹出空気温度の安定
した制御が行えるように成す点にある。 （発明の構成） 本発明の構成は、フアンを付設し暖房時凝縮器
となる熱交換器と、容量を段階的に制御しうる容
量制御手段を備え、かつ、高圧圧力開閉器を備え
た圧縮機とをもつ空気調和装置において、吹出空
気温度を検出する検出手段と、吹出空気温度の設
定温度を設定する第１設定手段と、前記検出手段
と前記第１設定手段との各出力を基に検出温度と
設定温度とを比較する第１判定手段と、前記第１
設定手段により設定する設定温度より高く、か
つ、前記高圧圧力開閉器の設定圧力に対応する吹
出空気温度より低い判定基準温度を設定する第２
設定手段と、この第２設定手段と前記検出手段と
の出力を基に検出温度が判定基準温度に達したこ
とを判定する第２判定手段と、前記第１判定手段
の出力に基づき所定時間周期毎に前記圧縮機の容
量段階を一段階調節すると共に、第２判定手段の
出力により該出力と同時に前記圧縮機の容量段階
を能力減少側に調節する能力制御指令手段とを設
け、この能力制御指令手段には、容量段階を判定
し、容量を一段階減少させると前記圧縮機が停止
するとき、能力減少側への調節出力を阻止してそ
の時の容量段階を保持させる能力保持手段を備え
ていることにより、暖房運転時吹出空気温度が急
激に昇して、前記判定基準温度に達した場合は、
前記能力制御指令手段が、前記第１判定手段の出
力に基づく周期的な出力をまたずとも別に設けた
前記第２判定手段の即時応答出力を基に、前記圧
縮機の容量段階を能力減少側に直ちに調節して冷
凍能力を減少させ、吹出空気温度及び前記圧縮機
の吐出圧力の上昇を抑制でき、さらに、前記第２
判定手段の出力により、前記圧縮機の容量を一段
階減少させることによつて前記圧縮機が停止して
しまう時には前記能力保持手段の出力により、能
力減少側への調節出力を阻止し、その時の容量段
階を保持させて、前記圧縮機の停止を阻止するこ
とができるように成したのである。 （実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。 先ず、本実施例の空気調和装置の構造を第２，
３図に基づいて概略説明する。 第２，３図において、１は室内ユニツトで、１
Ａ，１Ｂは前記室内ユニツト１に接続する２台の
室外ユニツトである。前記室内ユニツト１を詳記
すると、該ユニツト１は独立した２系統の第１、
第２冷媒回路２，３に各々介装される第１、第２
圧縮機４，５と第１、第２熱交換器６，７および
フアン８を内装している。 また、前記第１、第２圧縮機４，５はアンロー
ダ機構（図示せず）と該機構を操作する電磁三方
弁９，１０とをもつ容量制御手段を備えるもの
で、詳しくは、図示していないが３気筒を備え、
そのうちの一気筒に電磁三方弁９，１０を接続す
るアンローダ機構（図示せず）を設け、該アンロ
ーダ機構に、前記三方弁９，１０を操作して高低
圧を選択的に作用させることにより全容量運転
と、全容量に対し67％の部分容量運転とが行える
如く成している。従つて、第１、第２圧縮機４，
５を各別に容量制御、又は発停制御することによ
つて、該圧縮機４，５のトータルの容量段階に、
従つて前記空気調和装置の冷凍能力を第表に示
す如く５段階に調節できるようにしている。

【表】 尚、第２図中、１１，１１はそれぞれ室外ユニ
ツト１Ａ，１Ｂに内装される熱交換器、１３，１
３は四路切換弁、１４，１４は暖房用の膨張機
構、１５，１５は冷房用の膨張機構、１６，１６
は逆止弁、１７，１７は受液器、１８，１８はア
キユムレータである。そして前記四路切換弁１３
の切換操作により前記２系統の冷媒回路２，３に
実線矢印で示す暖房サイクルと、破線矢印で示す
冷房サイクルとを形成できるようにしている。 又、第３図において１９は複数の被空気調和室
２０，２０に前記フアン８の吹出空気を送るダク
ト、２１は前記被空気調和室２０，２０の吹出口
に設けるダンパーで、室内負荷により開度が調節
されるように成している。更に、２２は前記フア
ン８の吹出空気温度を検出する検出手段で、該検
出手段２２の検出温度を基に後記する制御系
（Ｘ）を作用させて冷凍能力を第１表に示した各
ステツプに調節し、吹出空気温度を一定に制御す
る如く成している。 以上の如く構成する空気調和装置において、暖
房運転時の吹出空気温度を制御すべく第１図にブ
ロツク示する如く前記制御系（Ｘ）を構成するの
である。しかしてこの制御系（Ｘ）は前記した吹
出空気温度を検出する検出手段２２を制御入力部
とするのであつて、以下この制御系（Ｘ）の基本
構成を説明すると、 (a) 吹出空気温度の設定温度（t₀）を設定する第
１設定手段２３と、 (b) 前記検出手段２２と第１設定手段２３との各
出力を基に吹出空気の検出温度（ｔ）と前記設
定温度（t₀）とを比較する第１判定手段２４
と、 (c) 前記設定温度（t₀）より高く、かつ、前記高
圧圧力開閉器HPS−１，HPS−２の設定圧力
に対応する吹出空気温度よりも低い判定基準温
度（t₁）を設定する設定手段２７と、 (d) この第２設定手段２７と前記検出手段２２と
の出力を基に前記検出手段（ｔ）が前記判定基
準温度（t₁）に達したことを判定し出力する第
２判定手段２８と、 (e) 前記第１判定手段２４の出力に基づき、タイ
マーの作用により所定時間毎に冷凍能力を１ス
テツプ増減またはそのままの状態に保持すべく
前記各圧縮機４，５の容量段階（冷凍能力のス
テツプ）を調節する一方、検出温度（ｔ）が判
定基準温度（t₁）に達して前記第２判定手段２
８が出力すると、この出力により該出力と同時
に冷凍能力を１ステツプ減少すべく前記各圧縮
機４，５の容量段階を能力減少側に調節する能
力制御指令手段２５ とから成るものである。尚、以下、冷凍能力のス
テツプを単に能力ステツプという。 尚、本実施例においては、前記検出温度（ｔ）
が判定基準温度（t₁）に達して前記第２判定手段
２８が出力した時に、それと同時に前記容量段階
（能力ステツプ）を判定し、現能力ステツプから
能力ステツプを一段減少させると、前記圧縮機
４，５の少なくとも一方が停止する場合には、前
記能力制御指令手段２５に、その時の前記圧縮機
４，５の容量段階（能力ステツプ）を保持させ
る。換言すると、前記指令手段２５が前記容量段
階（能力ステツプ）を減少すべく出力するのを阻
止する能力保持手段２９を設けている。具体的に
は前記第２判定手段２８が出力しても、その時の
能力ステツプが第１、第３ステツプであれば、そ
の能力ステツプを保持させる如く成している。 斯くする理由は、第１、第３ステツプの状態に
おいて、検出温度（ｔ）が前記判定基準温度
（t₁）に達した場合に、直ちに、前記圧縮機４，
５の両方もしくは一方が停止する第０、第２ステ
ツプへと前記能力ステツプを１段減少させると、
前者（第０ステツプへの移行）については結局圧
縮機４，５を全停することになるし、後者（第２
ステツプへの移行）については第２圧縮機５を停
止させると共に、第１圧縮機４の方が100％容量
となり、かつ停止側の第２回路３の凝縮器７の余
熱を受けることから、この第１回路２の高圧が一
層上昇することとなつて第１圧縮機４も停止する
ことがあり、したがつて能力ステツプ減少の意義
が失われることとなるからである。 第４図に示したものは、上記した制御系（Ｘ）
を実施した電気回路図である。 第４図において、３０はタイマをもつマイクロ
コンピユータから成る制御器で、第１図に示し、
前記した第１、第２判定手段２４，２８、能力制
御指令手段２５、能力保持手段２９をプログラム
により組込んだものである。 また、前記制御器３０の入力側には吹出空気温
度を検出する前記検出手段（以下、検出器とい
う）２２、前記設定温度（t₀）を設定する前記第
１設定手段（以下、第１設定器という）２３、前
記判定基準温度（t₁）を設定する第２設定手段
（以下、第２設定器という）２７を接続している。 また、前記制御器３０の出力側には前記各圧縮
機４，５を構成する機器への出力を制御する容量
制御出力部３５を接続しており、該出力部３５は
前記アンローダ機構を操作する前記電磁三方弁
９，１０の各ソレノイドS₁，S₂、各圧縮機４，５
駆動用のモータCM₁，CM₂の発停制御用の開閉
器C₂，C₃をもつている。 また、前記制御器３０の入力側には前記した検
出器２２、第１、第２設定器２３，２７以外に、
前記各高圧圧力開閉器HPS−１，HPS−２、お
よび冷暖房時の各運転スイツチPBS−１，PBS
−２を接続している。又、C₁は室内側のフアン
８のモータFMの発停制御用の開閉器である。 而して、第５図に示したものは、前記制御器３
０に用いた暖房運転に関するプログラムを示すフ
ローチヤートであり、このフローチヤートに基づ
き前記空気調和装置の暖房運転時の作用を説明す
る。 尚、暖房運転時、前記設定温度（t₀）を40℃、
前記判定基準温度（t₁）を41.5℃として、前記検
出温度（ｔ）と設定温度（t₀）との温度差（Δt＝
ｔ−t₀）に応じてこの温度差（Δt）を下記する４
つの領域に区分し、下記領域Ｂを吹出空気温度の
制御域としている。（第７図参照） Ａ領域……Δt−4.5℃ Ｂ領域……−4.5℃＜Δt０℃ Ｃ領域……０℃＜Δt＜1.5℃ Ｄ領域……1.5℃Δt また、前記容量制御出力部３５の出力状態と冷
凍能力のステツプ（前記圧縮機４，５の前記容量
段階）との関係は第２表に示す通りである。

【表】 尚、各開閉器C₂，C₃において、ONは励磁状態
で、該開閉器C₂，C₃の接点が閉成して各モータ
CM₁，CM₂が駆動していることを示し、OFFは
その逆で前記各モータCM₁，CM₂が停止してい
ることを示している。又、電磁三方弁９，１０に
おいて、ON、OFFはそれぞれ前記各圧縮機４，
５の部分容量運転、全容量運転に対応している。 而して、暖房時の運転スイツチPBS−２を閉
成して運転を開始すると、開閉器C₁の接点が閉
成されて、室内側のフアン８のモータFMが駆動
し、これと同時に前記タイマが始動し、３分周期
で発冷する。そして、運転開始時の冷凍能力のス
テツプを予め設定しておくことにより、前記圧縮
機４，５のモータMC₁，MC₂および室外側のフ
アンＦ，Ｆのモータ（図示せず）が駆動して暖房
運転が開始される。 そして、前記タイマの始動（発令）から３分経
過したか否かにより 〔〕 ３分経過するまでの間は、前記検出温度
（ｔ）と設定温度（t₀）との温度差（Δt）が領
域Ｃから領域Ｄへと移行したか否かを判定し、 (a) 温度差（Δt）が領域Ｃから領域Ｄに移行
したのであれば、その時の前記各圧縮機４，
５の容量段階（能力ステツプ）を判定し、現
ステツプが第１、第３ステツプでなければ、
前記容量段階を１段冷凍能力減少側に調節す
べく前記容量制御出力部３５に出力するので
ある。また、現ステツプが第１、第３ステツ
プであればステツプを保持させるのである。
また、 (b) 温度差（Δt）が領域Ｃから領域Ｄに移行
しなければ、その場合もステツプを現ステツ
プに保持させるのである。一方、 〔〕 前記タイマの発令から３分経過すると、該
タイマの発令と同時に前記検出温度（ｔ）と設
定温度（t₀）との温度差（Δt）の領域に応じ
て、冷凍能力を増減または保持させて吹出温度
を一定制御すべく前記容量制御出力部３５に対
し、 (a) 温度差（Δt）が領域Ａであれば、前記容
量段階（能力ステツプ）を１段高い能力増加
ステツプに移行させるべく出力し、 (b) 温度差（Δt）が領域Ｂであれば、前記容
量段階（能力ステツプ）が保持すべく出力
し、 (c) 温度差（Δt）が領域Ｃもしくは領域Ｄで
あれば、前記容量段階（能力ステツプ）を一
段低い能力減少ステツプに移行させるべく出
力するのである。 以上の如く、前記圧縮機４，５の容量段階（能
力ステツプ）を３分間周期で調節しながら、検出
温度（ｔ）が判定基準温度（t₁）に達した時の
み、その時の能力ステツプが第１、第３ステツプ
でないかぎり随時前記容量段階（能力ステツプ）
を能力減少側に移行調節できるのであるから、こ
の第１、第３ステツプ以外の場合は、３分周期の
調節の周期間に吹出空気温度が上昇しすぎて前記
高圧圧力開閉器HPS−１，HPS−２が働き前記
圧縮機４，５が停止するような事態の発生を極力
回避でき、この結果、全体に前記圧縮機４，５の
停止頻度を従来に比し少なくできるのである。 尚、上記実施例においては第１、第２判定手段
２４，２８もプログラミングして前記制御器３０
に組込む如くしたが、第６図に示すように、これ
ら第１、第２判定手段２４，２８を多段サーモス
タツトから成る比較器４０により構成し、該比較
器４０の入力側に前記検出器２２、第１、第２設
定器２３，２７を接続する一方、出力側コンピユ
ータから成り、前記能力制御指令手段２５、能力
保持手段２９を組込んだ制御器４１に接続する如
く成してもよい。 この場合、前記比較器４０と制御器４１とは３
本の出力線４２，４３，４４で接続するのであつ
て、前記比較器４０が、検出温度（ｔ）と設定温
度（t₀）との温度差（Δt）の前記領域（Ａ〜Ｄ）
に応じて、前記各出力線４２，４３，４４を介し
たそれぞれON−OFF信号の組合せにより、第７
図および第３表に示す如く４種の信号を出力する
如く成している。そしてこの４種の信号に基づき
前記制御器４１が前記実施例と同様に前記圧縮機
４，５の容量段階（能力ステツプ）を調節する如
く成しているのである。

【表】 （発明の効果） 以上の如く、本発明は、第１判定手段２４とは
別に、検出温度（ｔ）を基に吐出ガス圧力が極め
て急激に上昇して不都合な領域の高圧になつたこ
とを検知する第２判定手段２８を設け、前記能力
制御指令手段２５が、第１判定手段２４の出力を
基に所定周期毎に冷凍能力のステツプを調節すす
るのとは別に、前記検出温度（ｔ）が前記判定基
準温度（t₁）に達すると前記第２判定手段２８の
出力により直ちに冷凍能力のステツプ、即ち前記
圧縮機４，５の容量段階を低能力側に減少させる
ようにし、しかも、前記第２判定手段２８の出力
による前記圧縮機４，５の容量段階を一段階減少
させた時に前記圧縮機４，５が停止してしまうよ
うな場合には、前記能力保持手段２９の出力によ
り、能力減少側への調節出力を阻止し、その時の
容量段階を保持させて、前記圧縮機４，５の停止
を阻止することができるようにしたから、暖房運
転時、周期的な能力制御を行ない、その能力制御
頻度を少なく能力制御が行えながら、この周期的
な能力制御において、急激に高圧圧力が上昇して
も、前記高圧圧力開閉器HPS−１，HPS−２が
作動して前記圧縮機４，５が停止するのを回避で
き、この結果、前記圧縮機４，５の停止頻度を少
なくしてその耐久性を向上させられるばかりでな
く、前記圧縮機４，５の不要な停止により吹出空
気が急激に低下することも少なくでき、吹出空気
温度をより安定して制御できる効果も有するので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の制御系を示すブロ
ツク図、第２図は同実施例の冷媒回路図、第３図
は同実施例の構造説明図、第４図は同実施例の電
気回路図、第５図は同実施例の暖房運転時におけ
る能力制御を示すフローチヤート、第６図は他の
実施例を示す電気回路図、第７図は同他の実施例
の比較器出力状態を説明する説明図、第８図は従
来例の説明図である。 ４，５……第１、第２圧縮機、６，７……第
１、第２熱交換器、８……フアン、２２……検出
器（検出手段）、２３……第１設定器（第１設定
手段）、２４……第１判定手段、２５……能力制
御指令手段、２７……第２設定器（第２設定手
段）、２８……第２判定手段、２９……能力保持
手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フアン８を付設し暖房時凝縮器となる熱交換
   器６，７と、容量を段階的に制御しうる容量制御
   手段を備え、かつ、高圧圧力開閉器HPS−１，
   HPS−２を備えた圧縮機４，５とをもつ空気調
   和装置において、吹出空気温度を検出する検出手
   段２２と、吹出空気温度の設定温度を設定する第
   １設定手段２３と、前記検出手段２２と前記第１
   設定手段２３との各出力を基に検出温度と設定温
   度とを比較する第１判定手段２４と、前記第１設
   定手段２３により設定する設定温度より高く、か
   つ、前記高圧圧力開閉器HPS−１，HPS−２の
   設定圧力に対応する吹出空気温度より低い判定基
   準温度を設定する第２設定手段２７と、この第２
   設定手段２７と前記検出手段２２との出力を基に
   検出温度が判定基準温度に達したことを判定する
   第２判定手段２８と、前記第１判定手段２４の出
   力に基づき所定時間周期毎に前記圧縮機４，５の
   容量段階を一段階調節すると共に、第２判定手段
   ２８の出力により該出力と同時に前記圧縮機４，
   ５の容量段階を能力減少側に調節する能力制御指
   令手段２５とを設け、この能力制御指令手段２５
   には、容量段階を判定し、容量を一段階減少させ
   ると前記圧縮機４，５が停止するとき、能力減少
   側への調節出力を阻止してその時の容量段階を保
   持させる能力保持手段２９を備えていることを特
   徴とする能力調整を可能とした空気調和装置。