JPH0157263B2 - - Google Patents

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JPH0157263B2
JPH0157263B2 JP58005482A JP548283A JPH0157263B2 JP H0157263 B2 JPH0157263 B2 JP H0157263B2 JP 58005482 A JP58005482 A JP 58005482A JP 548283 A JP548283 A JP 548283A JP H0157263 B2 JPH0157263 B2 JP H0157263B2
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pressure
compressor
rotational speed
speed
rotation speed
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JP58005482A
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JPS59131845A (ja
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Tetsuo Sano
Masaya Yamazaki
Yasutoshi Tsucha
Yoshihito Mino
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/26Problems to be solved characterised by the startup of the refrigeration cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/02Compressor control
    • F25B2600/021Inverters therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

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  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、冷凍サイクルを備えた空気調和機に
係り、特にインバータ回路によつて回転数を連続
的に可変可能な圧縮機に対する制御方法の改良に
関する。
[発明の技術的背景とその問題点] インバータ回路によつて圧縮機(コンプレツ
サ)の回転数を制御して冷暖房能力を40〜120%
の範囲で可変できるようにした空気調和機が多用
される傾向にある。これは、必要な冷暖房負荷に
応じた能力で運転することができ、大幅な省エネ
化が実現されるとともに従来のようなON/OFF
制御でなく、連続制御であるため、快適性も向上
する。
第1図は、この種空気調和機の電気回路を概略
的に示す。図中1は電源であり、この電源1には
電源ライン2,3が接続される。これら電源ライ
ン2,3には室内ユニツト4内の室内ユニツト制
御回路5が接続される。また、上記電源ライン
2,3には渡り線6,7を介して室外ユニツト8
に備えられた室外ユニツト制御回路9が接続され
るとともにインバータ回路10が接続される。こ
のインバータ回路10は、周波数変換機によつて
圧縮機11の回転数を連続的に可変制御するもの
で、室外ユニツト制御回路9からの制御信号によ
つて制御されるようになつている。なお、上記室
内ユニツト制御回路5には、室温センサ12と熱
交換器温度センサ13とが接続され、上記室外ユ
ニツト制御回路9には、検知手段としての圧力セ
ンサ14と、電流センサ15とが接続され、それ
ぞれからの検出信号を受入れるようになつてい
る。
ところで、たとえば暖房運転時における上記圧
縮機11の吐出圧力Pと回転数fとの関係は第2
図に示すようになつている。すなわち、冷凍サイ
クル運転開始とともに回転数fが上昇し、これに
ともなつて吐出圧力Pが上昇する。吐出圧力Pが
最小設定圧P0に到達したところで回転数fを最
大回転数f1に保持する。この最大回転数f1に保持
している間においても、冷媒の挙動に起因すると
ころにより、吐出圧力Pは必然的に上昇し、最大
設定圧P1に到達する。吐出圧力Pは、P1>P>
P0の適正圧力範囲内にあることが望ましいので、
回転数fを最大回転数f1から最小回転数f0に下降
する。しかしながら、上述のごとく冷凍サイクル
の圧力応答遅れがあるため、吐出圧力Pは最大設
定圧P1を一旦越えて異常高負荷状態となつてか
ら、回転数低下の影響を受けて圧力低下する。こ
の異常負荷状態に対応する第1の設定値である最
大設定圧P1に到達したところで、回転数fを最
小回転数f0に保持する。そして吐出圧力Pが第2
の設定値である最小設定圧P0に到達したところ
で、再び回転数fを最大回転数f1にまで上昇させ
る。しかしながら、冷凍サイクルの圧力変答遅れ
のため、吐出圧力Pは最小設定圧P0を一旦越え、
低負荷状態となつてから、圧力上昇する。回転数
fの上昇速度と下降速度は一定であるから、以下
このような状態が繰返されることとなる。
したがつて、回転数fを頻繁に上昇−下降をさ
せなければならず、圧力の変動も大きいところか
ら、冷凍サイクルが安定しないとともに圧縮機の
耐久性が損われ、さらに電力の無駄が生じるとい
う不具合がある。
なお、回転数fの上昇−下降速度を一律に遅く
すると、たとえば上記室内ユニツト4の図示しな
い室内送風機の風力切換などによる急激な圧力上
昇が生じたときに追従しきれない場合や、立上り
時間がかかり過ぎるという不具合がある。
[発明の目的] 本発明は、上記事情に着目してなされたもので
あり、その目的とするところは、冷凍サイクルの
変動の少い運転を可能として、快適な空調による
効率向上を図り、圧縮機の耐久性および信頼性の
向上を得る空気調和機の圧縮機制御方法を提供し
ようとするものである。
[発明の概要] 本発明は、負荷状態の検知手段が異常高負荷に
対応する第1の設定値を検出したら回転数の変化
速度を大とした下降をなし、第2の設定値以下を
検知したら回転数の変化速度を小とした上昇をな
す制御方法である。
[発明の実施例] 以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説
明する。第3図に示す空気調和機の電気回路は、
先に第1図に示すものと基本的に同一であるの
で、同一部品には同番号を付して説明を省略す
る。ただし、上記インバータ回路10に新たに回
転数変化速度切換手段10aが備えられることが
相違する。
たとえば、暖房運転時における圧縮機制御方法
は、第3図に示すフローチヤートにしたがつて制
御される。なお、周波数と回転数とは比例関係に
ある。すなわち、まず、ステツプS2で室温と設
定温度にもとづき目標周波数f1が決定される。つ
ぎのステツプS3では周波数変化スピードが大に
設定され、早い周波数上昇がインバータ回路10
に指示される。これによりインバータ回路10出
力は急速に上昇する。ステツプS4ではインバー
タ回路10の出力が目標周波数f1に到達したか否
かが判断される。このステツプでインバータ回路
10の出力が目標周波数f1に到達していないと判
断された場合、再びステツプS3で周波数の上昇
が指示継続される。この結果、インバータ回路1
0の出力周波数が上昇し、目標周波数f1に到達す
るとステツプS5へと移る。
ステツプS5では、室外ユニツト制御回路9に
接続された負荷検知器して機能する圧力センサ1
4の出力Pが検出される。続くステツプS6では
ステツプS5で検出された圧力センサ14の出力
Pとあらかじめ第2の設定値として設定されてい
る最小設定圧力P0との比較が行われ、P>P0
場合、ステツプS7へと移り、P≦P0の場合、ス
テツプS11へと移る。
ステツプS7では、圧力センサ4の出力Pとあ
らかじめ第1の設定値として設定されている最大
設定圧力P1との比較が行われ、P>P1の場合、
ステツプS8へと移り、P≦P1の場合、ステツプ
S9へと移る。
すなわち、ステツプS6、S7では圧力センサ1
4出力により、冷凍サイクルの圧力がP≦P0
場合ステツプS11に、P0≦P≦P1の場合ステツプ
S9に、P>P1の場合ステツプS8に移行するよう
になつている。
そこで、まず冷凍サイクルの圧力が適正圧力範
囲以下(P≦P0)の場合はステツプS11でインバ
ータ回路10の出力周波数が目標周波数f1に到達
しているか否かが判別され、目標周波数に到達し
ている場合、ステツプS13でこの制御を終了す
る。
また、ステツプS11の判別で、インバータ回路
10の出力周波数が目標周波数f1に到達していな
いと判別された場合、ステツプS12に移り、周波
数変化スピードが小に設定され、緩慢な周波数上
昇がインバータ回路10に指示される。これによ
りインバータ回路10出力は徐々に上昇する。
ステツプS12からは再びステツプS5の圧力P検
出に戻る。
したがつて、冷凍サイクルの圧力が適正圧力範
囲以下(P≦P0)に保持されている間はインバ
ータ回路12の出力周波数が目標周波数f1に到達
するまで緩慢な周波数上昇がインバータ回路10
に指示され、インバータ回路10に指示され、イ
ンバータ回路10出力は徐々に上昇する。
一方、冷凍サイクルの圧力が適正圧力(P0
P≦P1)にある場合ステツプS9で周波数の変更
は禁止され、圧力検出のステツプS5へ戻る。
このため、ステツプS5での検出圧力に変化が
なければ、インバータ回路10の出力周波数はそ
のままの状態で保持される。
また、冷凍サイクルの圧力が適正圧力範囲を越
えて上昇した(P>P1)場合、ステツプS8でイ
ンバータ回路10の出力周波数が最小周波数f0
なつているか否かが判別され、最小周波数f0であ
ればそのままの状態を保持し、最小周波数f0でな
ければステツプS10で周波数変化速度が大に設定
され、急速な周波数下降がインバータ回路10に
指示される。これによりインバータ回路10出力
は急速に低下すると同時に冷凍サイクルの圧力も
急速に低下する。
そして、再びステツプS5での圧力検出に戻り、
再度冷凍サイクルの圧力状態の判別がステツプ
S6、7で行われる。
この制御フローチヤートにもとづく制御例を第
5図により説明する。すなわち、冷凍サイクル運
転開始とともに回転数fが上昇し、これにともな
い吐出圧力Pが上昇する。このとき、被空調室の
室温と設定温度との差により回転数を制御する
が、運転開始時は温度差が大であり、早急に設定
温度に到達させるため、回転数fの上昇変化速度
を大とする。吐出圧力Pが最小設定圧P0に到達
したところで、回転数fが最大回転数f1になり、
その状態に保持する。この間に吐出圧力Pは上昇
し、適正圧力範囲での運転がなされる。吐出圧力
Pが上昇して第1の設定値である最大設定圧P1
を越えたことを圧力センサ14が検知すると、こ
れは室外ユニツト制御回路9に検知信号を送り、
インバータ回路10から圧縮機11へ回転数下降
の信号が送られる。回転数fの下降変化速度は大
の状態で下降する。吐出圧力Pは冷凍サイクルの
圧力応答遅れがあるため、一旦最大設定圧P1
越えて異常高負荷状態となるが、回転数fの下降
変化速度が大であるため、上記状態は早急に解消
して圧力低下する。吐出圧力Pが元の最大設定圧
P1に到達したところで回転数fも最大回転数f0
で下降するので、この状態を保持する。この間に
吐出圧力Pが下降して適正圧力範囲で運転がなさ
れる。圧縮機11が最大回転数を保持しているの
で、吐出圧力Pは下降を継続し第2の設定値であ
る最小設定圧P0を越える。圧力センサ14はこ
れを検知して回転数fの上昇の指示をする。一旦
異常高負荷状態を越えた後なので、回転数fの上
昇変化速度を極めて遅くする。すなわち、同図に
おけるA点から回転数fの速度変化勾配は緩くな
る。これにともない吐出圧力Pの上昇も極めて緩
慢化し、回転数fが適正回転数f2に上昇したとこ
ろで最小設定圧P0に到達する。再び圧力センサ
14の検知信号を受けて、インバータ回路10は
この回転数f2を保持するよう指示する。したがつ
て、吐出圧力Pは最小設定圧P0と最大設定圧P1
との間の適正圧力範囲内に極めて長い時間留り、
設定温度に近い暖房運転を得る。そして、時間の
経過とともに徐々に圧力上昇し、ついには最大設
定圧P1に到達することを検知される。回転数f
は直ちに最小回転数f0まで下降する。このときの
変化速度は大でよく、図における速度勾配は急と
なる。吐出圧力Pは極めて短時間で異常高負荷状
態を脱し、再び適正圧力範囲に入る。最小回転数
f0をそのまま継続すれば、吐出圧力Pも極めて長
時間、適正圧力範囲内にあり、かつ徐々に圧力低
下する。最小設定圧P0まで低下したことを検知
したら、最小回転数f0から適正回転数f2まで上昇
させる。このときの変化速度は小である。すなわ
ち、運転開始時に異常高負荷状態となるが、この
状態の直後の回転数切換点Aに戻る。以後、回転
数fの変化速度を同一のパターンで繰返すことに
より、吐出圧力Pを適正圧力範囲内に保持でき、
異常高負荷状態となる回数およびその時間を最小
限に押え得る。
なお、上記実施例においては、特に圧力センサ
14の吐出圧力P検出にもとづいて圧縮機11の
回転数を制御するようにしたが、これに限定され
るものではなく、圧縮機11の入力側電流検知、
各熱交換器の温度検知、吸込圧力検知などによ
り、負荷状態を検出して圧縮機11の回転数を制
御するようにしてもよい。
また、1台の圧縮機に複数台の室内熱交換器を
連通する、いわゆるマルチタイプの空気調和機に
おいては、単体のものより負荷変動が激しいの
で、上記実施例のごとき制御を行うと効果的であ
る。
[発明の効果] 本発明は、圧縮機の変化速度を大とした回転数
下降と、変化速度を小とした回転数上昇をなす制
御方法であるから、従来よりも回転数変動回数が
少くなり、冷凍サイクルが安定して効率の向上
と、空調の快適性向上化を得る。さらに異常高負
荷状態が減少し、圧縮機の耐久性および信頼性の
向上化を得るなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の従来例を示す空気調和機の概
略的電気回路図、第2図はその圧縮機制御方法を
説明する特性図、第3図は本発明の一実施例を示
す空気調和機の概略的電気回路図、第4図はその
圧縮機制御方法を説明するフローチヤート図、第
5図はその制御方法を説明する特性図である。 11……圧縮機、14……圧力センサ、10…
…インバータ回路、10a……回転数変化速度切
換手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 回転数が可変可能な圧縮機を備えて冷凍サイ
    クルを構成するとともに、負荷状態の検知手段を
    有し、この検知手段の検出した負荷が異常高負荷
    に対応する第1の設定値を越えた場合、前記圧縮
    機の回転数を下降して負荷を低下させ、その後、
    前記検知手段の検出した負荷が低下して第2の設
    定値よりも低下したことが検出された場合、前記
    圧縮機の回転数を上昇させる空気調和機の圧縮機
    制御方法において、検知手段の検出した負荷が第
    1の設定値を越えた場合、変化速度を大として前
    記圧縮機の回転数を下降させ、その後、前記検知
    手段の検出した負荷が第2の設定値よりも低下し
    たことが検出された場合、変化速度を小として前
    記圧縮機の回転数を上昇させることを特徴とする
    空気調和機の圧縮機制御方法。
JP58005482A 1983-01-17 1983-01-17 空気調和機の圧縮機制御方法 Granted JPS59131845A (ja)

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JP58005482A JPS59131845A (ja) 1983-01-17 1983-01-17 空気調和機の圧縮機制御方法

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JPS59131845A JPS59131845A (ja) 1984-07-28
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JP58005482A Granted JPS59131845A (ja) 1983-01-17 1983-01-17 空気調和機の圧縮機制御方法

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US5282712A (en) * 1985-05-13 1994-02-01 Computer Aided Systems, Inc. Organizer system and method for a rotatable storage structure
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US10685752B2 (en) 2015-02-10 2020-06-16 Nuscale Power, Llc Steam generator with inclined tube sheet

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