JPH0340295B2 - - Google Patents

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JPH0340295B2
JPH0340295B2 JP58044710A JP4471083A JPH0340295B2 JP H0340295 B2 JPH0340295 B2 JP H0340295B2 JP 58044710 A JP58044710 A JP 58044710A JP 4471083 A JP4471083 A JP 4471083A JP H0340295 B2 JPH0340295 B2 JP H0340295B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、能力可変式の圧縮機を備えた冷凍サ
イクルを構成する空気調和機に係り、特に上記圧
縮機の吐出温度を検知して、この吐出温度に対す
る減圧装置制御方式の改良に関する。
（従来の技術） たとえばヒートポンプ式の冷凍サイクルを構成
する空気調和機においては、冷房運転と暖房運転
との切換えがごく容易であるため多用される。し
かるに、従来の冷凍サイクルに用いられる圧縮機
は、その能力が一定（吐出温度が一定）であり、
負荷条件に応じた運転ができない。そこで冷凍サ
イクルとしての冷、暖房能力を向上させる手段と
して従来、２段圧縮、極数変換、ガスインジエク
シヨン、液インジエクシヨンもしくはレリース等
を備えた能力可変式の圧縮機が用いられる。また
近時、圧縮機の運転周波数をインバータ装置で制
御するタイプのものが開発され、省エネルギ効率
の向上が図られている。
ところが、これら圧縮機を備えた冷凍サイクル
では、たとえ圧縮機の能力が可変になつても、こ
こから吐出される冷媒の温度は常に一定となるよ
う制御されている。このため、圧縮機の能力が変
わると冷凍サイクルとしての最大能力を発揮する
ことができず、無駄なエネルギを使い圧縮効率が
低下することが多い。
また、たとえば冷房運転を行なうのは、普通、
外気温が27〜35℃のときである。第９図に、圧縮
機の運転周波数をたとえば60Hz一定に保持した場
合の、減圧装置であるキヤピラリチユーブの絞り
特性を示す。すなわち、外気温が低い27℃のとき
と、高い35℃および中間の31℃のそれぞれにおけ
る圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度と圧縮機
の能力比との相対関係である。図からも明らかな
ように、それぞれの外気温では、吐出温度が95℃
の場合に略最高能力を得られることとなる。
（発明が解決しようとする課題） ところが、このようなキヤピラリチユーブでた
とえば外気温が31℃のときに吐出温度が95℃にな
る（31℃曲線の△印）ような絞り特性を設定する
と、外気温が27℃では吐出温度が85℃（27℃曲線
の△印）になり、外気温が35℃では吐出温度が
105℃（35℃曲線の△印）になつてしまう。
したがつて、最も平均的な中間温度（31℃）の
外気温に適応したキヤピラリチユーブの絞り特性
を設定すると、これより外気温が低下（27℃）し
た場合では圧縮機の能力がほとんど変わらない
が、これより外気温が上昇（35℃）すると圧縮機
の能力が低下してしまう不具合がある。
当然変化する外気温特性を考慮してキヤピラリ
チユーブの絞り特性を設定するには、それぞれの
温度毎に最適な絞り特性のキヤピラリチユーブを
複数本備えなければならず、部品点数が多くなる
とともに接続手間がかかり、切換え制御が複雑に
なつて、コストに悪影響を与える。
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、能力可変式の圧
縮機を常に最適な状態で運転し、エネルギ消費効
率の向上化を図れる空気調和機を提供しようとす
るものである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段および作用） すなわち本発明は、能力可変式の圧縮機および
電動式膨脹弁である減圧装置を備え冷凍サイクル
を構成するものにおいて、上記圧縮機の吐出温度
を検知する温度検知子を備え、この温度検知子の
検知温度信号を受けて圧縮機の能力に応じた電動
式膨脹弁の設定値になるよう電動式膨脹弁を制御
する制御回路を備え、この制御回路は、上記圧縮
機の運転周波数に応じた設定吐出温度を算出する
算出手段、上記温度検知子の検知温度と算出され
た圧縮機の運転周波数に応じた設定吐出温度との
差を演算して電動式膨脹弁の弁開度変更信号を設
定する演算手段およびこの演算手段が設定した弁
開度変更信号を電動式膨脹弁に出力する信号発生
手段とからなることを特徴とする空気調和機であ
る。
したがつて制御回路は、温度検知子の検知温度
信号を受けて圧縮機の能力に応じた電動式膨脹弁
の設定値になるよう電動式膨脹弁を制御できる。
（実施例） 第１図は、インバータ装置によつて運転周波数
を制御される圧縮機の吐出温度と冷房能力との実
測結果を示す。この図からわかるように、圧縮機
の運転周波数を変えて運転した場合、能力が大の
運転（60Hz運転）と、能力が小の運転（30Hz運
転）とでは、それぞれの冷凍サイクルとしての最
高能力を発揮する際の圧縮機吐出温度が異なる。
当然、能力が大の運転であれば、吐出温度が高く
なる。また第２図に示すように、運転周波数に対
して、最高能力を引出す吐出温度は比例して高く
なる。
第３図は本空気調和機の冷凍サイクルを示し、
１は運転周波数制御される能力可変式の圧縮機、
２は四方弁、３は室外熱交換器、４は減圧装置で
ある後述する電動式膨脹弁、５は室内熱交換器で
あり、これらは冷媒管Ｐを介してヒートポンプ式
の冷凍サイクルを構成するよう連通する。６は制
御回路であつて、これは上記圧縮機１の吐出側冷
媒管Ｐに添設された温度検知子７と電気的に接続
されるとともに圧縮機１および電動式膨脹弁４と
電気的に接続される。この制御回路６は、例えば
マイコンなどから構成され、算出手段６ａ、演算
手段６ｂ、信号発生手段６ｃおよびインバータ回
路（周波数制御回路）６ｄなどを備えている。す
なわち、上記算出手段６ａは上記圧縮機１の運転
周波数に応じた設定吐出温度を算出し、上記演算
手段６ｂは温度検知子７の検知温度と算出手段６
ａで算出された圧縮機１の運転周波数に応じた設
定吐出温度との差を演算して電動式膨脹弁４の弁
開度変更信号を設定し、信号発生手段６ｃは弁開
度変更信号を電動式膨脹弁４に出力し、上記イン
バータ回路６ｄは圧縮機１に対して最適な運転周
波数の制御信号を出力するようになつている。
ここで、上記電動式膨脹弁４について説明すれ
ば、これはたとえば第４図で示すように、２つの
入出力管１０ａ，１０ｂを弁ポート部１１を介し
て連通した弁本体１２を設け、この弁本体１２内
にダイヤフラム１３で弁ポート部１１に対し開閉
自在に支持された弁棒１４を内装するとともに、
弁本体１２の頭部に、ボール１５ｂ、進退自在に
螺合されたドライバー１５ｃ、弁棒１４を進退動
作させるステツピングモータ１５を順に設けて構
成されるものが採用され、制御部６から信号が出
力されることにより、ステツピングモータ１５の
出力軸１５ａのステツピング回転でドライバー１
５ｃおよびボール１５ｂを進退動させて、ダイヤ
フラム１３、弁棒１４を通じ弁ポート部１１を所
要の流通面積に開けたり、閉じたりすることがで
きるようになつている。
しかして、冷房運転時は図中実線矢印に示す方
向に冷媒を循環する。すなわち、圧縮機１―四方
弁２―室外熱交換器３―電動式膨脹弁４―室内熱
交換器５―四方弁２―圧縮機１の順である。冷媒
は室内熱交換器５で蒸発し、被空調室から蒸発潜
熱を奪つて冷房作用をなす。
暖房運転時は、図中破線矢印に示す方向に冷媒
を循環する。すなわち、圧縮機１―四方弁２―室
内熱交換器５―電動式膨脹弁４―室外熱交換器３
―四方弁２―圧縮機１の順である。冷媒は室内熱
交換器５で凝縮し、被空調室に凝縮熱を放出して
暖房作用をなす。
冷、暖房いずれの運転においても、温度検知子
７は圧縮機１の吐出温度を絶えず検知して、その
検知信号を制御回路６に送る。同時に、圧縮機１
運転周波数を検知して、その検知信号を制御回路
６に送る。上記制御回路６においては、算出手段
６ａが上記圧縮機１の運転周波数に応じた設定吐
出温度を算出し、演算手段６ｂが上記温度検知子
７の検知温度と算出手段６ａで算出された圧縮機
１の運転周波数に応じた設定吐出温度との差を演
算して電動式膨脹弁４の弁開度変更信号を設定す
る。この演算手段６ｂが演算設定した弁開度変更
信号を、信号発生手段６ｃが受けて電動式膨脹弁
４へ出力する。実際のフローは、第５図に示すよ
うになる。
上記電動式膨脹弁４においては、第６図に示す
ように、駆動の信号数に応じてその弁開度が比例
して変わるように制御されることになる。
第７図は空調開始時からの電動式膨脹弁４に対
する制御フローである。ここでＡタイプはゾーン
が変化したときの制御であり、弁開度をΔSGだ
け変更する。ΔSGのは開放、は閉成を表す。
Ｂタイプは、ゾーンが同一領域に５分以上ある場
合の制御であり、ここで示すような補正が必要と
なる。
いずれにしても、上記電動式膨脹弁４が吐出温
度に検知にもとづいて制御し、第８図に示すよう
に、吐出温度はそのときの圧縮機１の運転周波数
に応じた温度に設定たれ、変化する。制御方式と
しては、吐出温度に対して運転周波数にある程度
の幅をもたせた階段状制御と、吐出温度に対して
最適な運転周波数が対応する直線状制御とがある
が、常に圧縮機１の最高能力に応じた吐出温度を
得ることができ、消費エネルギを有効に使える。
なお、上記実施例においては、運転周波数可変
式の圧縮機１を用いるようにしたが、これに限定
されるものではなく、たとえば２段圧縮、極数変
換、ガスインジエクシヨン、液インジエクシヨン
もしくはレリース等の圧縮機に適用でき、要は能
力可変の圧縮機であればよい。
［発明の効果］ 本発明は、圧縮機を常に最適な運転状態に保持
でき、エネルギ消費効率の向上化を図れるととも
に圧縮機の保護が確実となる。さらに、圧縮機の
吐出温度のみの検知で圧縮機と減圧装置である電
動式膨脹弁の制御をなし、温度検知子の数が減少
してコストダウンに寄与するなどの効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は本発明の制御方式を説明
するためのサイクル特性図、第３図は本発明の一
実施例を示す冷凍サイクル構成図、第４図は電動
式膨脹弁の縦断面図、第５図は電動式膨脹弁に対
する制御フロー図、第６図および第７図はその制
御図、第８図はサイクル特性図、第９図は能力比
と吐出温度に対する外気温特性図である。 １……圧縮機、４……減圧装置（電動式膨脹
弁）、７……温度検知子、６……制御回路、６ａ
……記憶手段、６ｂ……演算手段、６ｃ……信号
発生手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 能力可変式の圧縮機および電動式膨脹弁であ
    る減圧装置を備え冷凍サイクルを構成するものに
    おいて、上記圧縮機の吐出温度を検知する温度検
    知子と、この温度検知子の検知温度信号を受けて
    圧縮機の能力に応じた電動式膨脹弁の設定値にな
    るよう電動式膨脹弁を制御する制御回路とを具備
    し、上記制御回路は、上記圧縮機の運転周波数に
    応じた設定吐出温度を算出する算出手段と、上記
    温度検知子の検知温度と算出された圧縮機の運転
    周波数に応じた設定吐出温度との差を演算して電
    動式膨脹弁の弁開度変更信号を設定する演算手段
    と、この演算手段が設定した弁開度変更信号を電
    動式膨脹弁に出力する信号発生手段とからなるこ
    とを特徴とする空気調和機。
JP58044710A 1983-03-17 1983-03-17 空気調和機 Granted JPS59170653A (ja)

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