JPH0221729Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 この考案はインバータ回路による能力可変圧縮
機を備えた冷凍サイクル装置に関する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

一般に、この種の冷凍サイクル装置にあつて
は、近似比例能力可変域の拡大が強く要望されて
いる状況にある。これに対処する方法としては、
大容量の能力可変形圧縮機を採用することが考え
られる。

しかしながら、大容量の能力可変形圧縮機を採
用するためには大容量のインバータ回路を用いな
ければならないという問題がある。すなわち、イ
ンバータ回路の大容量化は、そのインバータ回路
におけるパワートランジスタの電流容量などの技
術的な問題により、実現が困難である。

また、仮に大容量の能力可変形圧縮機を採用で
きたとしても、その場合には冷凍サイクルにおけ
る冷媒流量の大幅な変化を招くことになり、上限
付近では能力ダウンが大きく、下限付近では冷媒
オイル溜りの危険があり、結局は近似比例能力可
変域の拡大は不可能である。

〔考案の目的〕

この考案は上記のような事情に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、大容量の能力
可変形圧縮機を採用する必要がなく、しかも小容
量のインバータ回路でありながら近似比例能力可
変域の拡大を可能とする冷凍サイクル装置を提供
することにある。

〔考案の概要〕

この考案は、能力可変形圧縮機をそれぞれ有す
る複数の冷凍サイクルを設け、負荷の大きさに応
じて各圧縮機のうちの何れか１つをインバータ回
路にて駆動し、かつその他の圧縮機を電源電圧に
て駆動するかあるいは運転停止とするものであ
る。

〔考案の実施例〕

以下、この考案の一実施例について図面を参照
して説明する。この場合、空気調和機への適用形
態について述べる。

第１図において、Ａは能力可変形圧縮機で、こ
の圧縮機Ａには四方弁１１、室外熱交換器１２、
暖房用膨張弁１３と逆止弁１４との並列体、冷房
用膨張弁１５と逆止弁１６との並列体、室内熱交
換器１７が順次連通され、これにより第１のヒー
トポンプ式冷凍サイクルが構成される。Ｂは上記
圧縮機Ａよりも小容量の能力可変形圧縮機で、こ
の圧縮機Ｂには四方弁２１、室外熱交換器２２、
暖房用膨張弁２３と逆止弁２４との並列体、冷房
用膨張弁２５と逆止弁２６との並列体、室内熱交
換器２７が順次連通され第２のヒートポンプ式冷
凍サイクルが構成される。上記圧縮機Ａ，Ｂはそ
れぞれ駆動用モータAm，Bmを内蔵している。

一方、３１は三相交流電源で、この電源３１の
Ｒ，Ｓ，Ｔ相にはインバータ回路３２の入力端が
接続される。このインバータ回路３２は、電源電
圧を所定周波数の交流電圧に変換して出力するも
ので、後述する理由により、従来のインバータ回
路の70％以下の容量のものでよい。しかして、イ
ンバータ回路３２の出力端と駆動用モータAmと
の間には切換スイツチ３３ａ，３３ｂ，３３ｃの
それぞれ一方の接点を介して通電路が形成され
る。インバータ回路３２の出力端と駆動用モータ
Bmとの間には切換スイツチ３４ａ，３４ｂ，３
４ｃのそれぞれ一方の接点を介して通電路が形成
される。すなわち、切換スイツチ３３ａ，３３
ｂ，３３ｃ，３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、インバ
ータ回路３２から駆動用モータAm，Bmのいず
れか１つに対する通電路を選択的に形成するため
のスイツチ手段となつている。また、電源３１の
Ｒ，Ｓ，Ｔ相と駆動用モータAmとの間にはスイ
ツチ３５ａ，３５ｂ，３５ｃと切換スイツチ３３
ａ，３３ｂ，３３ｃのそれぞれ他方の接点とを直
列に介して通電路が形成される。電源３１のＲ，
Ｓ，Ｔ相と駆動用モータBmとの間間にはスイツ
チ３５ａ，３５ｂ，３５ｃと切換スイツチ３４
ａ，３４ｂ，３４ｃのそれぞれ他方の接点とを直
列に介して通電路が形成される。すなわち、切換
スイツチ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３４ａ，３４
ｂ，３４ｃおよびスイツチ３５ａ，３５ｂ，３５
ｃにより、電源３１から駆動用モータAm，Bm
に対する通電路を選択的に形成するためのスイツ
チ手段を成している。

さらに、３６は制御部で、温度センサ３７で検
知される室内温度と温度設定器３８の設定温度と
の差によつて負荷の大きさを検出する機能手段、
この検出した負荷の大きさに応じてインバータ回
路３２の出力電圧周波数（駆動電圧周波数）を制
御する機能手段、上記検出した負荷の大きさに応
じて切換スイツチ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ３４
ａ，３４ｂ，３４ｃを切換制御し且つスイツチ３
５ａ，３５ｂ，３５ｃをオン、オフ制御すること
により、駆動用モータAm，Bmのいずれか１つ
をインバータ駆動し残りの駆動用モータを選択的
に電源電圧駆動する機能手段を備えている。

次に、上記のような構成において動作を説明す
る。

いま、冷房運転が行なわれているとする。この
とき、室内温度と設定温度との差が小くて負荷が
小であれば、制御部３６は切換スイツチ３３ａ，
３３ｂ，３３ｃを電源３１側に切換えるととも
に、切換スイツチ３４ａ，３４ｂ，３４ｃをイン
バータ回路３２側に切換え、さらにスイツチ３５
ａ，３５ｂ，３５ｃをオフする。すなわち、イン
バータ回路３２から駆動用モータBmへの通電路
のみが形成される。こうして、駆動用モータBm
がインバータ回路２から出力される駆動電圧周波
数（負荷の変動に伴なつて変化する）に応じた回
転数で動作する。つまり、圧縮機Ｂの能力可変運
転のみがなされる。この場合、第２図に交鎖線で
示す範囲の冷房能力が得られる。

室内温度と設定温度との差がそれ程小さくなく
て負荷の大きさが中程度であれば、制御部３６は
切換スイツチ３３ａ，３３ｂ，３３ｃをインバー
タ回路３２側に切換えるとともに、切換スイツチ
３４ａ，３４ｂ，３４ｃを電源３１側に切換え、
さらにスイツチ３５ａ，３５ｂ，３５ｃをオフす
る。すなわち、インバータ回路３２から駆動用モ
ータAmへの通電路のみが形成される。こうし
て、駆動用モータAmがインバータ回路３２から
出力される駆動電圧周波数（負荷の変動に伴なつ
て変化する）に応じた回転数で動作する。つま
り、圧縮機Ａの能力可変運転のみがなされる。こ
の場合、第２図に点々で示す範囲の冷房能力が得
られる。

室内温度と設定温度との差が大きくて負荷が大
であれば、制御部３６は切換スイツチ３３ａ，３
３ｂ，３３ｃをインバータ回路３２側に切換える
とともに、切換スイツチ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ
を電源３１側に切換え、さらにスイツチ３５ａ，
３５ｂ，３５ｃをオンする。すなわち、インバー
タ回路３２から駆動用モータAmへの通電路が形
成されるとともに、電源３１から駆動用モータ
Bmへの通電路が形成される。こうして、駆動用
モータAmがインバータ回路３２から出力される
駆動電圧周波数（負荷の変動に伴なつて変化す
る）に応じた回転数で動作するとともに、駆動用
モータBmが電源電圧にて動作する。つまり、圧
縮機Ａの能力可変運転がなされるとともに、圧縮
機Ｂの一定能力運転がなされる。この場合、第２
図に斜線で示す範囲の冷房能力が得られる。

このように、能力可変形圧縮機Ａ，Ｂをそれぞ
れ有する第１および第２のヒートポンプ式冷凍サ
イクルを設け、負荷の大きさに応じて圧縮機Ａ，
Ｂの一方をインバータ回路２で駆動し、かつ他方
を電源電圧にて駆動するかあるいは運転停止する
ようにしたので、従来に比べて30％以上も広い広
範囲の近似比例能力可変域を得ることができる。
しかも、インバータ回路３２は従来用いられてい
たインバータ回路の70％以下の容量のものでよい
という利点がある。

なお、上記実施例では圧縮機Ａ，Ｂの容量を異
ならせたが、同容量のものでもよい。また、近似
比例能力可変域が下限から上限まで連続するよう
にしたが、途中に間欠領域を設けるようにしても
よい。さらに、冷凍サイクルとしてはヒートポン
プ式のものに限らず冷房専用の場合にも同様に実
施することができ、熱交換器が水熱交換器である
場合にも同様に実施することができる。また、空
気調和機への適用について述べたが、冷蔵庫など
の冷凍機器にも適用可能である。

〔考案の効果〕

以上述べたようにこの考案によれば、大容量の
能力可変形圧縮機を採用する必要がなく、しかも
小容量のインバータ回路でありながら近似比例能
力可変域の拡大を可能とする冷凍サイクル装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す構成図、第
２図は同実施例の動作を説明するための図であ
る。 Ａ，Ｂ……能力可変形圧縮機、Am，Bm……
駆動用モータ、３１……三相交流電源、３２……
インバータ回路、３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３４
ａ，３４ｂ，３４ｃ……切換スイツチ、３５ａ，
３５ｂ，３５ｃ……スイツチ、３６……制御部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 能力可変圧縮機をそれぞれ有する複数の冷凍サ
   イクルと、電源電圧を所定周波数の交流電圧に変
   換して出力する１つのインバータ回路と、このイ
   ンバータ回路から前記各圧縮機の駆動用モータの
   いずれか１つに対する通電路を形成するためのス
   イツチ手段と、電源から前記各圧縮機の駆動用モ
   ータに対する通電路を選択的に形成するためのス
   イツチ手段と、負荷の大きさに応じて前記インバ
   ータ回路の出力電圧周波数を制御する制御手段
   と、負荷の大きさに応じて前記各スイツチ手段を
   制御することにより前記各駆動用モータのいずれ
   か１つをインバータ駆動し残りの駆動用モータを
   選択的に電源電圧駆動する制御手段とを具備した
   ことを特徴とする冷凍サイクル装置。