JPH04161752A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は圧縮機の回転数を制御するインバータ装置を備
えた空気調和装置に関するものである。

従来の技術 近年、電源の周波数を可変にするインバータ回路を用い
て圧縮機の回転数を増減し、能力制御を行なう空気調和
装置が数多く利用されてきている。

従来の技術としては、例えば、特開昭６２−２５８９６
５号公報に開示されるように圧縮機と前記圧縮機の運転
周波数を変更して圧縮機の容量を複数段に調整するイン
バータ回路と前記インバータ回路の入力端または出力側
での電流の値を検出する電流値検出手段とを備え、前記
電流検出値手段により検出された電流値がインバータ回
路の定格電流値を超えた場合には、圧縮機の運転周波数
七低く設定変更し、圧縮機の回転数を低下させ、インバ
ータ回路を過電流から有効に保護するようにしたものが
知られている。

発明が解決しようとする課題 しかし、従来の構成では、電流検知設定値を周辺の諸条
件に関係なく、常に最悪条件を想定し、ある一定値に設
定していた。つまり周辺の諸条件に関係なく電流検知設
定値に出力電流が達すると、圧縮機の運転周波数を低く
設定変更しインバータ回路の保護を行なっていた。しか
しこのような制御では例えば外気温が低い場合、運転モ
ードは暖房モード、また外気温が高い場合、運転モード
は冷房モードであり室外機ファンの風量が”強モード＃
状態にもかかわらず保護をかけていることになる。従っ
てまだインバータ回路の動作が継続可能な状態であるに
もがかわらず、圧縮機の回転数を低下させ、空気調和装
置の能力は低下する。その結果として快適性を損なうと
いう課題を有していた。

本発明は上記課題に鑑み、入力または出力電流を検出し
、運転モード、室外機ファン風量とのインバータ出力電
流の関係から、運転モード、及びファン風量に合わせて
電流値の設定を変化させ空気調和装置のａカミ流保護に
おける不必要な能力ダウンを回避し、空気調和装置の快
適性向上を目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の空気調和装置は、イ
ンバータ回路の入力又は出力電流を検出する電流値検出
手段と、前記室外機ファンの回転数の制御によりファン
風量を制御するファン風量制御手段と、室内機の内部に
置かれ冷房モードまたは暖房モードを設定する運転モー
ド設定器と、前記運転モード設定器からの冷房モード信
号または暖房モード信号を検出する運転モード検出手段
と、前記ファン風量制御手段と前記運転モード検出手段
の信号出力に応じて前記インバータ回路に対する保護電
流値を決定する電流値決定手段と、前記電流値決定手段
により決定された電流値と前記電流値検出手段により検
出された電流値とを比較する比較手段と、室内機と室外
機の運転状態を判定し前記圧縮機の運転周波数を指令す
る周波数指令手段と、前記周波数指令手段で決定された
指令周波数と前記比較手段で決定された電流値の結果を
もとに前記圧縮器を動作させる周波数を決定する周波数
決定手段とから構成されている。

作用 本発明は上記した構成によって、入力または出力電流を
検出し、運転モード、及びファン風量とインバータ出力
電流の直接的な関係から、運転モード、及びファン風量
に合わせて電流値の設定を変化させ、インバータ回路が
圧縮機を駆動させるのに余裕のある時はその能力を最大
限に活かすことにより、空気調和装置の８カ電流保護に
おける不必要な能力ダウンを回避し、快適性を向上させ
ることとなる。

例えば暖房の低外気温時、または冷房時でのファン風量
強の時などの暖房能力および冷房能力が欲しい時に従来
に比べ大きな能力を引き出すことができるので、暖房、
冷房（除湿）等における快適性が著しく向上することに
なる。

実施例 以下本発明の一実施例の空気調和装置について、図面を
参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例における空気調和装置の構成
図である。第１図において、１は圧縮機、２は四方弁、
３は室内熱交換器、４は減圧装置、５は室外熱交換器で
あり、これらを環状に２１ＩＭｋシて冷凍回路を構成し
ている。６は室内ファン、７は室外ファンである。８は
室温センサであり、室内の温度を検ａする。９は室温設
定器であり、室内の温度を設定する。１０＆を運転モー
ド設定器であり、暖房モード・冷房モードを設定する。

１１は室内制御回路であり、室温センサ８、室温設定器
９の出力信号が入力されている。１２は空気調和装置に
おける室内機、１３は室外機である。１４は三相交流電
源、１５は整流回路で、三相交流電源１４の入力を直流
に変換する。１６はインバータ回路で、整流回路１５の
出力を可変周波数の三相交流に変換し圧縮機１を駆動す
る。１７は室外制御回路であり、室内制御回路１１から
の指令を受信し室外機１３の動作を決定する。１８は周
波数指令手段であり、室内機１２、室外機１３の状態を
判定し、圧縮機１を動作させる周波数を指令する。１９
は運転モード検出手段であり、室内機１２内に置かれて
いる運転モード設定器１０からの信号を検出する。２０
はインバータの出力電流を横８する電流センサである。

２１は電流値検出手段であり、電流センサ２０の出力に
より流れている電流値を検出する。２２はファン風量制
御手段で、前記室外機ファン７の回転数を制御する。

また前記室外機ファン７で発生するファンの風は前記イ
ンバータ回路１６にも流れ込んでいる。２３は電流値決
定手段であり、運転モード検出手段１９の出力に応じて
インバータ回路１６に対して保ｉ！をかける電流値を決
定する。また２４は比較手段であり、電流値決定手段２
３により決定された電流値と電流値検出手段２１により
検出された電流値とを比較する。２５は周波数決定手段
であり、周波数指令手段１８で決定された指令周波数に
比較手段２４で決定された結果をもとに動作させる周波
数を決定する。２６は波形発生手段であり、周波数決定
手段２５で決定された周波数に対応する波形を８カし、
インバータ回路１６を動作させる。

以上のように構成された空気調和装置について、以下第
１図、第２図、第３図、第４図を用いてその動作を説明
する。まず通常状態における動作について第１図を用い
て説明する。室内機１２において、まず室温設定器９で
室内の温度を何度にしたいかを設定する。室内制御回路
１１では、この設定された温度及び室温センサ８で検出
された現在の室温とを検出し、室内ファン６の風量を制
御する（例えば「強」「中」「弱」「停止」など）と共
に室内機１２の運転状態（例えば室温と設定温度との差
）を室外制御回路１７に送出する。室外制御回路１７は
室内機１２の運転状態及び室外機１３の運転状態を加味
し、室外機の負荷（四方弁２、室外ファン７など）を制
御する。次に周波数指令手段１８で室内機１２の状態や
室外機１３の状態により圧縮機１の動作させる周波数を
決め、周波数指令を周波数決定手段２５に送出する０通
常状態においては、保護の必要な状態ではないので周波
数指令手段１８から送出されてきた周波数をそのまま決
定周波数として波形発生手段２６に送出する。波形発生
手段２６では決定された周波数にしたがってインバータ
回路１６を動作させる波形を送出する。インバータ回路
１６では波形発生手段２６の出力に従ってパワーデバイ
ス（例えばトランジスタ、図示せず）を０Ｎ１０ＦＦさ
せて圧縮機１を決定周波数で運転する。

次に保護時の動作について、説明する。第２図は保護を
判定する処理のフローチャートである。

第２図においてまず周波数指令手段１８の指令周波数ｆ
ｓを入力する（ＳＴＥＰＩ）、次に室内機１２の内部に
おかれている前記運転モード設定器１０からの信号を室
内制御回路１１を介し前記、運転モード検出手段１９で
検出する。検出された運転モードの信号を電流値決定手
段２３で判定しく　ＳＴＥ　Ｆ２　）、その判定結果に
応じて５ＴＥＰ３〜５ＴＥＰ４で基準となる電流値を設
定する。

ここで運転モード（暖房モード）は電流値［Ｔ１を設定
しく５ＴＥＰ３）、運転モード（冷房モード）は電流値
ＩＴ２を設定する（ＳＴＥＰ４）。

次に室外機１３のファンの風量制御をおこなう前記ファ
ン風量制御手段２２より現状のファン風量（例えば「強
」「弱」「停止」など）を出力する（ＳＴＥＰ５）、次
に出力されたファン風量を電流値決定手段２３で判定し
、その判定結果に応じて５ＴＥＰ６〜５ＴＥＰ８で基準
となる電流値を設定する。ここでファン停止＜Ｆｌの時
は電流値ＩＦＩを設定しく５ＴＥＰ６）、Ｆ１≦ファン
弱＜Ｆ２の時は電流値ＩＦ２を設定しく５ＴＥＰ７）、
Ｆ２≦ファン強の時は電流値ＩＦ３を設定する（ＳＴＥ
Ｐ８）、但しここでＩＦＩ＜ｒＦ２＜ＩＦ３、Ｆ２＞Ｆ
ｌ（Ｆｌ、Ｆ２はファン風量の比較値）とする。

次に５ＴＥＰ３〜５ＴＥＰ４で設定された電流値ＩＴ、
５ＴＥＰ６〜５ＴＥＰ８で設定された電流値ＩＦにおい
て、前記電流値決定手段２３で前記電渣値【Ｔと前記電
流値ＩＰを比較し、最大値をＩｓとする（ＳＴＥＰ９）
。次に実際にインバータ回路１６に流れている電流（本
実施例の場合はインバータ回路１６の出力電流）を検出
する（ＳＴＥＰＩＯ）。次にＳＴＥ　Ｆ９で求めた電流
値ＩＳと５ＴＥＰＩＯで検出された電流値１ｄとを比較
しく５ＴＥＰＩＩ）、Ｉｄ≦Ｉｓの場合は通常動作を行
ない（ＳＴＥＰ１２）、指令周波数ｆｓをそのまま決定
周波数としてインバータ回路１６を動作させる、一方１
ｄ）Ｉｓの場合は保護動作を行ない（ＳＴＥＰ１３）、
現在の動作周波数から一段下げた周波数（例えば１０Ｈ
ｚ減少した周波数）で一定時間（例えば１０分間）指令
周波数とは無関係に強制的に運転させる。この間また同
様に電流値が設定値を超えた場合には更に一段周波数を
下げる。一定時間終了後は通常動作に復帰する。

次に電流値決定手段２３における運転モード、及びファ
ン風量と決定される電流値について説明する。第３図は
、本実施例における運転モード、及びファン風量と電流
値決定手段２３で決定される電流値との関係を示す特性
図で横軸に運転モード、ファン風量、縦軸に電流値を示
す、運転モード（暖房モード）は電流値ＩＴＩを設定し
、運転モード（冷房モード）は電流値ＩＴ２を設定する
。

またファン停止＜Ｆｌの時は電流値ＩＦＩを設定し、Ｆ
１≦ファン弱＜Ｆ２の時は電流値ＩＦ２を設定し、Ｆ２
≦ファン強の時は電流値ＩＦ３を設定する、この電流値
ＩＴ、電流値ＩＦの各条件により最大値をとり１２．１
３のいずれかを【Ｓとする。従来例においては、決定さ
れる電流値は最悪条件で保護ができるように常に電流値
１１に設定されている。

次に本実施例を採用した空気調和装置の動作の一例につ
いて第４図を用いて説明する。第４図は本実施例を採用
した空気調和装置の動作の一例を示すタイミングチャー
トであり、第４図（ａ）は横軸に運転時間、縦軸に出力
電流値の変化、第４図（ｂ）は横軸に運転時間、縦軸に
運転周波数の変化を示す。ここで運転モードは、冷房モ
ード、Ｆ２≦ファン強であるものとする。また本実施例
での動作を実線で、従来の動作を一点鎖線で示す。

まず従来における動作について説明する。周波数一定で
負荷がだんだん重くなってくると出力電流もそれにした
がって増加してくる。そして時間ｔ１において保護の設
定電流１１に達し、保護動作を行ない、周波数を一段下
げる。時間Δｔの後、出力電流が保護の設定電流１１に
達していないので、もとの動作に復帰する。この動作を
繰り返し、また時間ｔ２において保護の設定電流■１に
達し、保護動作を行ない、周波数を一段下げる。

次に本実施例における動作について説明する。

時間ｔ１において出力電流が■１に達しているが、運転
モードは冷房モード、Ｆ２≦ファン強、であるため保護
の設定電流は第３図のＩｓ＝ＭＡＸ（夏Ｔ２．ＩＦ３）
からｌ５＝ＩＦ３＝１３となり、ｔｌでの設定電流１１
では、保護動作は行なわず、通常動作を継続する。途中
で周波数が上昇し、更に負荷が重くなり、時間ｔ２にお
いて保護の設定電流Ｉ３に達した時点で、保護動作を行
ない、周波数を一段下げる。時間Δｔの後、出力電流が
保護の設定電流Ｉ３に達していないので、もとの動作に
復帰する０本実施例ではこの動作を繰り返すことになる
。

以上のように本実施例によれば、インバータ回１１１６
の出力電流を検出する電流値検出手段２１と、室内機の
内部におかれた運転モード設定器１０と、前記運転モー
ド設定器１０からの信号を検出する運転モード検出手段
１９と、室外機ファンの回転数の制御によりファン風量
を制御するファン風量制御手段２２と、前記ファン風量
制御手段の出力に応じて前記インバータ回路１６に対し
保護をかける電流値を決定する電流値決定手段２３と、
電流値決定手段２３により決定された電流値と１ｉ流値
検出手段２１により検出された電流値とを比較する比較
手段２４と、室内機１２、室外機１３の状態を判定し、
圧縮機１を動作させる周波数を指令する周波数指令手段
１８と、周波数指令手ａ１８で決定された指令局°波数
に比較手段２４で決定された結果をもとに動作させる周
波数を決定する周波数決定手段２５とを設けることによ
り、インバータ回路１６の出力電流を検出し、運転モー
ド、及びファン風量とインバータ出力電流の直接的な関
係から、運転モード、及びファン風量に合わせて保護を
行なう電流値の設定を変化させ、インバータ回路１６に
余裕のある時はその能力を最大限に活かすことにより、
空気調和装置の出力電流保護における不必要な能力ダウ
ンを回避し、快適性を向上させることとなる。例えば暖
房の低外気温時、または冷房時でのファン風量強の時な
どの暖房能力および冷房能力が欲しい時に従来に比へ大
きな能力を引き出すことができるので、暖房、冷房（除
湿）等における快適性が著しく向上することになる。

尚、実施例ではインバータ回路の出力電流を検知するよ
うにしたが入力電流でも同様の効果が得られる。

発明の効果 以上のように本発明は、インバータ回路の入力又は出力
電流を検出する電流値ｉｏ！８手段と、前記室外機ファ
ンの回転数の制御によりファン風量を制御するファン風
量制御手段と、室内機の内部に置かれ冷房モードまたは
暖房モードを設定する運転モード設定器と、前記運転モ
ード設定器からの冷房モード信号または暖房モード信号
を検出する運転モード検出手段と、前記ファン風量制御
手段と前記運転モード検出手段の信号出力に応じて前記
インバータ回路に対する保護電流値を決定する電流値決
定手段と、前記電流値決定手段により決定された電流値
と前記電流値検出手段により検出された電流値とを比較
する比較手段と、室内機と室外機の運転状態を判定し前
記圧縮機の運転周波数を指令する周波数指令手段と、前
記周波数指令手段で決定された指令周波数と前記比較手
段で決定された電流値の結果をもとに前記圧縮器を動作
させる周波数を決定する周波数決定手段で決定された結
果をもとに前記圧縮器を動作させる周波数を決定する周
波数決定手段を設けることにより、運転モード及びファ
ン風量とインバータ出力電流の直接的な関係から、運転
モード及びファン風量に合わせて電流値の設定を変化さ
せ、空気調和装置の出力電流保護における不必要な能力
ダウンを回避し空気調和装置の快適性の向上を実現する
ものであり、しかも低価格にて実現できるため、その実
用的効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における空気調和装置の構成
図、第２図は保護を判定する処理のフローチャート、第
３図は実施例における運転モード及びファン風量と電流
値決定手段で決定される電流値との関係を示す特性図、
第４図は実施例を採用した空気調和装置の動作の一例を
示すタイミング波数の変化を示すタイミングチャートで
ある。 １・・・・・・圧縮機、１６・・・・・・インバータ回
路、１８・・・・・・周波数指令手８２１・・・・・・
電流値検出手段、２２・・・・・・ファン風量制街手段
、２３・・・・・・電流値決定手段、２４・・・・・・
比較手段、２５・・・・・・周波数決定手段。 ／　　−−−斤　ｗａ　　徴 ７−１１％ファン ２０−　電流υンサ 第１図 り一−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−一一−−−−−〜」１１２　　図 １１３図 第　４　図 ｔｔ　　　　（２渭転１Ｍ峠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機と、室外ファンと、前記圧縮機の回転数を制御す
   るインバータ回路と、前記インバータ回路の入力又は出
   力電流を検出する電流値検出手段と、前記室外機ファン
   の回転数の制御によりファン風量を制御するファン風量
   制御手段と、室内機の内部に置かれ冷房モードまたは暖
   房モードを設定する運転モード設定器と、前記運転モー
   ド設定器からの冷房モード信号または暖房モード信号を
   検出する運転モード検出手段と、前記ファン風量制御手
   段と前記運転モード検出手段の信号出力に応じて前記イ
   ンバータ回路に対する保護電流値を決定する電流値決定
   手段と、前記電流値決定手段により決定された電流値と
   前記電流値検出手段により検出された電流値とを比較す
   る比較手段と、室内機と室外機の運転状態を判定し前記
   圧縮機の運転周波数を指令する周波数指令手段と、前記
   周波数指令手段で決定された指令周波数と前記比較手段
   で決定された電流値の結果をもとに前記圧縮器を動作さ
   せる周波数を決定する周波数決定手段とを備えたことを
   特徴とする空気調和装置。