JPH0473052B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、負荷変動に応じて空調能力を可変す
る制御機能を具備した空気調和機の能力制御装置
に関するものである。

従来の技術 従来、負荷変動に応じて空調能力を可変する構
造としては、例えば実公昭53−10588号公報に示
されるように、冷凍サイクルの絞り装置として自
動膨張弁を使用し、冷媒温度等の変動によつて自
動膨張弁の開度を制御し、能力制御を行つてい
た。

また、近年例えば特公昭59−34935号公報に示
されるように、インバータ装置によつて圧縮機の
回転数を可変し、負荷変動に応じて能力制御も行
われている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、前者の場合は、圧縮機能力が一
定であり、対応できる負荷変動範囲が小さいとい
う問題があるとともに、重負荷時、軽負荷時いず
れも同じ制御内容にもとづいて運転されるため、
特に軽負荷時には圧縮機の運転・停止頻度がはげ
しく、その結果、圧縮機の停止に起因した圧力バ
ランスに要する時間によつて室温の変動が大きく
なり、快適さが損われる問題がある。

また、後者の場合は、上記前者の課題は解消さ
れるものの、運転できる最低周波数には圧縮機の
潤滑油供給能力の面等から限界があり、特に軽負
荷時には、前者と同様に圧縮機の運転・停止によ
つて室温を制御しなければならず、室温の変動が
大きい問題がある。

本発明は、上述従来の課題に鑑み、快適さの向
上をはかること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は、圧縮機の
運転周波数と電動式弁装置による冷媒流量を制御
する制御装置を、空調負荷を検出する負荷検出手
段と、この負荷検出手段からの信号によつて空調
負荷の増減を判定する負荷判定手段と、この負荷
判定手段の増減信号に応じて前記圧縮機の運転周
波数と前記電動式弁装置による冷媒流量を増減制
御する能力制御手段により構成し、さらに前記能
力制御手段を、前記負荷判定手段の増減信号に応
じて前記運転周波数を可変する周波数可変手段
と、前記運転周波数が最低であることを判定する
最低周波数判定手段と、前記電動式弁装置を開閉
駆動する弁駆動手段と、前記負荷判定手段からの
信号を周波数可変手段へ出力し、また前記最低周
波数判定手段の運転周波数最低信号によつて前記
負荷判定手段からの信号を弁駆動手段へ出力する
出力判定手段とより構成したものである。

作 用 かかる構成により、特に圧縮機がその時の負荷
の大きさに対応した最低周波数で運転されている
ときは、電動式弁装置で一層きめ細かに能力が制
御されるため、負荷の対応領域が拡大できる。

実施例 以下、本発明の一実施例について添付図面を参
考に説明する。

まず第２図、第３図により、冷凍サイクル構造
について説明する。

第２図において、１はインバータにより能力が
可変される圧縮機、２は四方弁、３は室内熱交換
器、４は電動式膨張弁、５は室外熱交換器で、こ
れらを環状に連結することにより冷凍サイクルが
構成されている。

前記電動式膨張弁４は、例えば第３図に示すよ
うに、断続的なパルス出力によつて小きざみで回
転するステツピングモータ（以下モータと称す）
４ａと、このモータ４ａの回転によつて弁座４ｂ
の開度を調整するニードル４ｃによつて構成され
ている。

また前記圧縮機１および電動式膨張弁４は、室
内熱交換器３の配管温度等を検出する温度センサ
６からの信号によつて負荷を判断する制御装置７
により、その運転が制御される。

次に、上記制御装置７の構成について説明す
る。

制御装置７は、第１図に示すように負荷検出手
段（第２図の温度センサ６）からの信号によつ
て、空調負荷の増減を判定する負荷判定手段と、
この負荷判定手段からの信号によつて、圧縮機の
運転周波数を可変する周波数可変手段か、電動弁
装置（第２図の電動式膨張弁４）を制御する弁駆
動装置７（第３図のモータ４ａ）のいずれかを制
御するかを判定し、またその選択した側へ出力す
る出力判定手段と、前記圧縮機の運転周波数が最
低であるかを判定し、前記出力判定手段へ出力す
る最低周波数判定手段と、前記膨張弁装置の弁開
度が最小であるかを判定する弁開度判定手段より
構成されている。

さらに、第４図によつて制御回路の構成につい
て説明する。ここで、第２図、第３図と同じもの
についつは同じ符号を付して説明して省略する。

同図において、１１は温度センサ６からの検出
信号とマイクロコンピユータ１２に設定しておい
た設定値との比較を行うコンパレータで、前記設
定値は周知の如く任意に可変できるものである。
前記コンパレータ１１は、第１図の負荷判定手段
に相当する。１３は圧縮機１の運転周波数を作る
インバータで、前記マイクロコンピユータ１２と
ともに第１図の周波数可変手段を構成する。１４
はモータ４ａを駆動するパルス出力を作るバツフ
アで、前記マイクロコンピユータ１２とともに第
１図の弁駆動手段を構成する。１５は室温を設定
するための可変抵抗器、１６は前記負荷判定のた
めの設定値を作るスキヤン抵抗群である。１７は
前記マイクロコンピユータ１２をきめ細かな能力
制御となるように動作させる操作スイツチであ
る。なお、前記マイクロコンピユータ１２は、上
記の他に第１図に示す最低周波数判定手段、弁開
度判定手段を具備している。

次に、上記構成からなる制御動作について第５
図とともに説明する。ここでは、説明の便宜上、
操作スイツチ１７が投入され、きめ細かな能力制
御を行う点についてのみ説明する。

運転スイツチが投入され、操作スイツチ１７が
投入された状態で圧縮機１が駆動されると冷媒
は、冷房時であれば実線矢印の如く、暖房時であ
れば破線矢印の如く流れる。以後説明の便宜上冷
房時で説明する。

そして、第５図の初期設定の段階で、電動式膨
張弁４の弁開度が例えば最小に設定され、圧縮機
１が所定周波数で運転される。

そして、温度センサ６によつて配管温度が検出
され、負荷判定手段にて配管温度の上昇で負荷状
態が判定される。空調負荷が大きいと、すなわ
ち、能力不足であると配管温度が上昇し、電動膨
張弁５の弁開度を１段大きくする。そして弁開度
が最大でなければ、再度の温度検出を所定時間待
ち、以後この動作を繰り返す。

上記の動作状態において、弁開度判定手段によ
つて弁開度が最大になつたことを検出すると、イ
ンバータ１３を含む周波数可変手段により圧縮機
１の運転周波数を１段上昇する。

能力不足であるときは、上述の弁開度制御と周
波数制御によつてその能力がきめ細かく制御され
る。

また、能力が大きすぎると、逆に配管温度が低
下するため、負荷判定手段がこれを判定し、周波
数可変手段によつて圧縮機１の運転周波数を降下
し、能力を下げる。

そして、電動膨張弁４の弁開度が最小でない限
り上述の動作を繰り返し、能力制御を行う。

そして、圧縮機１の運転周波数が最小となつた
とき、電動膨張弁４の開度調整が閉じる方向へ段
階的に行われ、最小となつた状態でさらに配管温
度が低下するようでは、能力過剰と判断して圧縮
機１の運転を停止する。

以上の制御により、例えば就寝時のように使用
者が、きめ細かな能力制御を行なうよう操作スイ
ツチ１７を投入したときは、電動式膨張弁４によ
つて能力をきめ細かく可変するため、単に圧縮機
１の運転周波数を階段的に上昇する大まかな制御
に比べて消費電力が少なくてすむ。また特に空調
負荷が少さく、圧縮機１が最低の運転周波数で運
転されても過剰能力である場合は、電動式膨張弁
４にてさらにきめ細かく制御されるため、単に圧
縮機の運転・停止によつて室温調節を行う制御に
比べて温度変化が小さくなり、快適さの向上がは
かれる。

なお、本実施例では冷房運転について説明した
が、暖房運転についても電動式膨張弁４の開閉方
向を逆にする等の手段を講じることによつて同様
に実施でき、本発明の域を脱するものではない。

発明の効果 以上のように本発明は、必要に応じて能力制御
がきめ細かく行え、快適さの向上がはかれ、特に
圧縮機運転周波数が最低であつても電動式膨張弁
によつて能力制御が行えるため、負荷変動の対応
領域が広がり、圧縮機の断続運転による温度制御
に比較して、温度変化も小さく抑えられ、一層の
快適さの向上がはかれる。また、かかる制御は圧
縮機に潤滑油不足を生じさせることなく能力制御
が行えるため、信頼性が高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の能力制御装置を機能実現手段
で表現したブロツク図、第２図は同能力制御装置
を具備した空気調和機の冷凍サイクルを含む構成
図、第３図は同冷凍サイクルにおける電動式膨張
弁の断面図、第４図は同能力制御装置の概略電気
回路図、第５図は同能力制御装置の動作内容を示
すフローチヤートである。 １……圧縮機、３……室内熱交換器、４……電
動式膨張弁、５……室外熱交換器、６……温度セ
ンサ、７……制御装置、１１……コンパレータ、
１２……マイクロコンピユータ、１３……インバ
ータ、１４……バツフア。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 周波数可変形圧縮機と、室内側熱交換器と、
   膨張弁装置と、室外側熱交換器を環状に連結して
   冷凍サイクルを構成し、さらに前記膨張弁装置
   を、断続的な信号によつて冷媒流量を制御する電
   動式弁装置とし、さらに前記圧縮機の運転周波数
   と前記電動式弁装置による冷媒流量を制御する制
   御装置を設け、この制御装置を、空調負荷を検出
   する負荷検出手段と、この負荷検出手段からの信
   号によつて空調負荷の増減を判定する負荷判定手
   段と、この負荷判定手段の増減信号に応じて前記
   圧縮機の運転周波数と前記電動式弁装置による冷
   媒流量を増減制御する能力制御手段より構成し、
   さらに前記能力制御手段を、前記負荷判定手段の
   増減信号に応じて前記運転周波数を可変する周波
   数可変手段と、前記運転周波数が最低であること
   を判定する最低周波数判定手段と、前記電動式弁
   装置を開閉駆動する弁駆動手段と、前記負荷判定
   手段からの信号を周波数可変手段へ出力し、また
   前記最低周波数判定手段の運転周波数最低信号に
   よつて前記負荷判定手段からの信号を弁駆動手段
   へ出力する出力判定手段とより構成した空気調和
   機の能力制御装置。