JPH0518587A - 空気調和機の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転開始時にブラインの温度が高くなってい
た際にも過負荷保護装置が動作することなく空調運転を
開始させる。 【構成】 冷凍サイクル中の冷媒圧力が圧縮機が過負荷
状態に至る前の高負荷状態を示す圧力になった際に圧縮
機の能力を低下させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷凍サイクルで冷却され
たブラインを被調和室に循環させて空調を行なう空気調
和機に関し、空気調和機の運転停止中に配管中のブライ
ンの温度が室温又は外気温まで上昇した際の圧縮機の運
転保護に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このような従来の空気調和機の従来技術
としては特公昭５８−３３４５７号公報に記載されてい
るようなものがあった。この公報に記載されたものは、
冷凍サイクルの低圧側に圧力スイッチを設け、この圧力
スイッチを利用して低圧圧力がスイッチの作動圧力より
低いときは低圧保護動作を無効にし、低圧圧力がスイッ
チの作動圧力より高い時は水熱交換器の凍結防止動作を
無効にするものであった。

【０００３】このように成すことによって、暖房シーズ
ン中であって装置を運転させていない時、水温が異常に
低下していても凍結防止動作が動作せず暖房運転の開始
を可能にするものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の技
術は暖房運転時の運転開始に関するものであるがこの動
作は冷房運転時の運転開始に応用することができる。す
なわち、冷房シーズン中であって休日等に空調運転を行
なわず、水温が室温又は外気温まで高くなっている時の
運転開始時に、過負荷保護動作を無効にして運転開始時
の過負荷保護動作による運転不能を防止するものが考え
られるが、実際に過負荷保護動作が行なわれる時は圧縮
機が最大能力で運転し過電流が流れる状態であるので、
この過負荷保護動作を無効にすると圧縮機が焼損してし
まう問題点を有するものであった。

【０００５】このような問題点に対して本発明は圧縮機
が焼損することなく高負荷時の運転開始を可能にした制
御方法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の制御方法は能力
可変型の圧縮機を用いて冷凍サイクルを構成し、この冷
凍サイクルで冷却されたブラインを被調和室に循環させ
るように成し、このブラインの温度に基づいて圧縮機の
能力を変えるように成すと共に圧縮機の過負荷保護が行
なえる空気調和機において、冷凍サイクル中の冷媒圧力
を検出する圧力検出器を備え、この冷媒圧力が圧縮機の
過負荷状態に至る前の高負荷状態を示す圧力に成った際
に圧縮機の能力を低下させると共に、この低能力運転を
所定時間内に解除するものである。

【０００７】

【作用】このように構成された制御方法を用いることに
よって、休日明け等に配管内のブラインの温度が室温又
は外気温まで上昇していても、空気調和機の運転開始時
に冷凍サイクル中の圧力を検出して圧縮機が過負荷状態
に至る前の高負荷状態を判断し、圧縮機の能力を低下さ
せて圧縮機が過負荷状態に至るのを防止することができ
る。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図２は本発明の空気調和機の冷媒回路である。この
図２において冷房運転時は実線矢印の方向に流れる。す
なわち圧縮機１にて加圧された高温高圧の冷媒ガスはマ
フラ２にて消音され、四方弁３に流入する。四方弁は操
作盤のスイッチによる冷房／暖房の切換えおよび暖房運
転中の除霜信号などにより自動的に切り換えられる。

【０００９】四方弁に流入した冷媒ガスは実線矢印に従
って空気熱交換器４（２分割されている）に流入する。
この空気熱交換器４では送風機（図示せず）によって供
給される外気と熱交換され、冷媒の熱は外気中に放散し
冷媒は高圧の液冷媒となって逆止弁６（実線の方向にの
み冷媒が流れる）を通って受液器７に溜められる。

【００１０】受液器５では内部の高圧冷媒とこの受液器
内を貫通する液分離管１３内の低温低圧冷媒と熱交換し
て冷媒がさらに冷却される。

【００１１】この冷却された冷媒はサイトグラス８、ド
ライヤ９、膨張弁１０、逆止弁１１を順に通過して水熱
交換器１２へ流入する。膨張弁１０は絞り作用により液
冷媒を低圧の気液混合冷媒に変える。従って、水熱交換
器１２へはこの気液混合冷媒が流入する。また、膨張弁
１０の絞り量は水熱交換器１２で蒸発した後の低温低圧
冷媒の温度が一定になるように調節される。この温度は
圧縮機１へ吸込まれる冷媒の温度をセンサ１４で検出し
た際の温度である。

【００１２】水熱交換器１２では冷媒が蒸発する際にブ
ライン（例えば水又は不凍液など）を冷却する。この冷
却されたブラインは水出口１５からブライン配管を通っ
て夫々の被調和室に設けられたファンコイルを通って再
び水入口１６から水熱交換器１２へ戻って来る。１７は
温度センサでありファンコイルから戻って来るブライン
の温度を検出する。このブラインの温度が設定温度にな
るように圧縮機の能力が制御される。圧縮機の能力を変
える手段としてはインバータ装置を用いるもの、容量制
御装置を用いるもの、極数変換機を用いるもの、アンロ
ーダ機構を用いるものなどがある。温度センサ１７の検
出する温度は通常５度〜２０度の範囲が正常の値とされ
各々の保護装置の設定が行なわれている。

【００１３】１８は温度センサであり、水出口１５から
流出するブラインの温度を検出する。この温度が所定温
度（２度〜３度）になった時に水熱交換器１２の凍結を
判断して圧縮機１の運転を停止する。

【００１４】水熱交換器１２を出た冷媒は四方弁３によ
って実線矢印の方向に流出され液分離管１３を通った
後、再び圧縮機に吸込まれる。液分離管１３では、未蒸
発の状態で戻った一部の液冷媒が受液器７内の高圧冷媒
と熱交換を行ない適度に加熱された状態の冷媒になる。

【００１５】暖房運転時は冷媒が点線矢印の方向に流れ
る。すなわち、圧縮機１を出た高温高圧の冷媒ガスは四
方弁３により水熱交換器１２へ導かれ、ファンコイルか
らの循環ブラインと熱交換して暖房用の温水を作り出
す。従って、冷媒は水熱交換器１２で凝縮して高圧の液
冷媒となり逆止弁１９を通って受液器７へ流入する。

【００１６】受液器を出た液冷媒は膨張弁１０、逆止弁
２０、空気熱交換器４、四方弁３、液分離管１３を通っ
て再び圧縮機に吸込まれる。

【００１７】２１は温度センサであり、圧縮機１の吐出
冷媒の温度を検出する。この温度が異常に高くなった時
は異常と判断し圧縮機の保護動作を行なう。

【００１８】２２は温度センサであり、空気熱交換器４
と熱交換される外気の温度を検出する。この温度が低い
時はファンによる空気熱交換器４への送風量を減らして
空気熱交換器４による冷媒の熱交換量を一定に保つ。

【００１９】２３，２４は温度センサであり、空気熱交
換器４の温度を検出する。暖房運転時はこの温度の変化
で空気熱交換器４の着霜を判断して除霜運転の制御を行
なう。

【００２０】２５，２６は圧力スイッチであり、圧縮機
１の低圧圧力、高圧圧力を検出し、圧力が夫々の設定値
を越えた時に動作する。これら圧力スイッチが動作する
ことによって低圧保護、高圧保護が行なわれる。

【００２１】２７は圧力スイッチであり、圧縮機１の高
圧圧力を検出し、圧力が所定圧力以上になった時動作す
る。所定圧力は圧力スイッチ２６の設定値及び圧縮機１
が過負荷状態になった時の圧力より低い値であり、圧縮
機１が過負荷状態に至る前の高負荷状態を示す値であ
る。この圧力スイッチ２７が動作することによって高負
荷保護が行なわれる。

【００２２】高負荷保護は圧縮機１の能力を低下させる
運転であり、低能力で運転することによって圧縮機１が
その低能力に対して過負荷に至る電流が流れても圧縮機
の最大能力時の最大電流を越えることはない。

【００２３】図１はこの圧力スイッチが動作した際の高
圧保護の主な動作を示すフローチャートである。このフ
ローチャートにおいて、ステップＳ１でチラー運転（圧
縮機、空気熱交換器用の送風機、水熱交換器で冷却又は
加熱されたブラインの循環用ポンプなどの運転）を開始
する。ステップＳ２でＰ₀＞Ｐが判断された時はステッ
プＳ３へ進む。Ｐ₀は圧力スイッチ２７の検出する圧
力、Ｐは圧力スイッチ２７の動作する所定圧力に対応し
ている。この所定圧力は例えば２２ｋｇ／ｃｍ²程度で
ある。

【００２４】ステップＳ３ではタイマＴ１がタイムＵＰ
しているか否かの判断を行なう。タイマＴ１がタイムＵ
Ｐしている時はステップＳ４へ進みタイマＴ１とタイマ
Ｔ２とをリセットし再計時を開始する。次いでステップ
Ｓ５で圧縮機１の能力を１００％から７５％に減らす。

【００２５】次にステップＳ６、ステップＳ７でタイマ
Ｔ２がタイムＵＰしたか又は圧力Ｐ ₀がＰ₀＜Ｐになった
か否かの判断を行なう。ステップＳ６、ステップ７の条
件を満たした時はステップＳ８へ進み圧縮機の能力を１
００％に戻すものである。

【００２６】このような動作を行なうことによって、圧
縮機が高負荷運転になった際には最大Ｔ２時間の間低能
力で運転が行なわれるので、休日明けなどでブラインの
温度が室温さらには外気温まで上昇していた時にも圧縮
機が過負荷に至らずこのブラインの温度上昇による負荷
の一時的な増加を吸収して、運転開始に過負荷保護装置
が動作して運転が中断するのを防止することができるも
のである。

【００２７】図３は冷房運転を行なう際の具体的な電気
回路を示す要部電気回路図である。この図において、ｌ
₁，ｌ₂は電源母線である。３０は運転スイッチ、３１は
ブライン循環用のポンプ、３２は圧縮機駆動用のリレー
であり高圧スイッチ２６、低圧スイッチ２５、常開接片
３３を介して母線ｌ₁，ｌ₂間に接続されている。

【００２８】３４は４段のサーモスタットで温度センサ
１７の検出する水温と設定値との差に応じて接片３５〜
３８が動作する。図３に示す状態は水温と設定値との温
度差が大きい時の状態であり、この温度差が小さくなる
に連れて順に接片３８、接片３７、接片３６、接片３５
と切り換わって来るものである。例えば設定値を７度に
設定した場合、水温が７度以下で接片３５が切り換わ
り、７．５度以下で接片３６が切り換わり、８．５度以
下で接片３７が切り換わり、１０度以下で接片３８が切
り換わるものである。

【００２９】従って、水温が７度以下では補助リレー３
９と送風機４０の通電が遮断され圧縮機の運転が停止す
る。水温が７．５度以下７度以上ではアンローダ弁４１
〜４３（圧縮機の能力変更機構としてアンローダ弁を用
いている）が開き圧縮機の能力が２５％になる。水温が
８．５度以下７．５度以上ではアンローダ弁４２，４３
が開き圧縮機の能力が５０％になる。水温が１０度以下
８．５度以上ではアンローダ弁４３が開き圧縮機の能力
が７５％になる。水温が１０度以上ではアンローダ弁４
１〜４３が閉じ圧縮機の能力が１００％になる。

【００３０】４４はタイマＴ１であり、所定時間後（約
５分）にタイマ接片４５を閉じる。４６はタイマＴ２で
あり所定時間後（約１時間）にタイマ接片４７を開くも
のである。従って、冷凍サイクルが高負荷になり、圧力
スイッチ２７が閉じるとタイマＴ１、タイマＴ２が計時
を開始し、タイマ接片４５が閉じることによってアンロ
ーダ弁４３が強制的に通電されて、圧縮機の能力が７５
％に下がる。この後、圧力スイッチ２７の接片が開いて
タイマ接片４５が開くか、又は１時間後にタイマ接片４
７が開いて圧縮機の能力が１００％に戻るものである。
この間、圧縮機は７５％の能力で運転しているので冷凍
サイクル中の圧力が高圧スイッチの動作する圧力まで増
加することはない。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明の制御方法を用いる
と、圧縮機の過負荷保護装置が作動するに至る前の高負
荷状態を示す冷媒圧力を検出して、圧縮機の運転能力を
長くとも所定時間の間低下させることにより、休日明け
などにブラインの温度が室温又は外気温度まで高くなっ
ている時に起きる運転開始時の一時的な過負荷状態で過
負荷保護装置が動作するのを防止でき、休日明けにも確
実に空調運転が開始できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の主な動作を示すフローチャートであ
る。

【図２】本発明を用いた空気調和機の概略図である。

【図３】本発明の具体的な実施例を示す電気回路図であ
る。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２５ 低圧スイッチ ２６ 高圧スイッチ ２７ 圧力スイッチ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 能力可変型の圧縮機を用いて冷凍サイク
   ルを構成し、この冷凍サイクルで冷却されたブラインを
   被調和室に循環させるように成し、このブラインの温度
   に基づいて圧縮機の能力を変えるように成すと共に圧縮
   機の過負荷保護が行なえる空気調和機において、冷凍サ
   イクル中の冷媒圧力を検出する圧力検出器を備え、この
   冷媒圧力が圧縮機の過負荷状態に至る前の高負荷状態を
   示す圧力に成った際に圧縮機の能力を低下させると共
   に、この低能力運転を所定時間内に解除させることを特
   徴とする空気調和機の制御方法。