JPH065566Y2 - ヒートポンプ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、２台並列の圧縮機を同一冷媒回路に設けた
ヒートポンプ装置の運転制御、特に吐出圧力上昇時の制
御の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

従来この種の装置として第２図に示すものがある。図に
おいて、(1a)、(1b)は圧縮機、(2)は切換弁、(3a)、(3b)
は室内熱交換器、(4)は減圧装置、(5)は室外熱交換器、
(6)はアキュムレータ、(7)は油分離器、(8)は油分離器
(7)からアキュムレータ(6)に至るバイパス路(9)に設け
られた電磁弁であり、周期的開閉制御され、分離された
冷凍機油が上記アキュムレータ(6)を経由して圧縮機に
戻る。(10a)(10b)は吐出逆止弁、(11a)、(11b)は吸入逆
止弁、(12)は圧力検出装置であり、一定の入切圧力差を
有し、圧力上昇時に作動してヒートポンプ装置の制御を
行うようにしている。

なお、図中実線矢印は暖房時の冷媒流れ方向を、破線矢
印は冷房時の冷媒流れ方向を示している。

次に、動作について説明する。暖房時には、圧縮機(1
a)、(1b)から吐出された高温高圧のガス冷媒は、吐出逆
止弁(10a)、(10b)を介して油分離器(7)に流入し、油分離
器(7)でガス冷媒とともに吐出された冷凍機油は回収さ
れ、ガス冷媒は切換弁(2)を介して室内熱交換器(3a)、(3
b)に供給され、室内空気に放熱し暖房を行うとともに、
冷媒は高圧の液冷媒となり、減圧装置(4)で減圧され、
低圧の気液混合冷媒となり室外熱交換器(5)に供給さ
れ、室外空気より採熱し低圧のガス冷媒となり、切換弁
(2)を介してアキュムレータ(6)に流入し、液冷媒とガス
冷媒を分離し、ガス冷媒のみが吸入逆止弁(11a)、(11b)
を介して圧縮機(1a)、(1b)に吸入される。また、冷房時
には、圧縮機(1a)、(1b)より吐出された高温高圧ガス冷
媒は、吐出逆止弁(10a)、(10b)、油分離器(7)および切換
弁(2)を介して室外熱交換器(5)に流入して、室外空気と
熱交換して高圧液冷媒となり、減圧装置(4)で減圧さ
れ、室内熱交換器(3a)、(3b)で室内空気より採熱して冷
房を行うとともにガス冷媒となり、切換弁(2)、アキュ
ムレータ(6)および吸入逆止弁(11a)、(11b)を経由して圧
縮機(1a)、(1b)に吸入される。

以上のように構成された従来のヒートポンプ装置におい
て、室内熱交換器(3a)、(3b)が設けられた室内側空調負
荷に応じて圧縮機の運転台数を制御する容量制御運転が
行われるが、圧縮機(1a)、(1b)が２台共運転している場
合に吐出圧力が上昇したときの制御の具体的内容につき
第４図に示すヒートポンプ装置の制御回路図と併せて第
５図に示す圧力制御フローチャート図に基づき説明す
る。第４図において、図中、(20)は制御を司るマイクロ
コンピュータであり、ＣＰＵ(21)、メモリ(22)、入力回
路(23)、出力回路(24)を有しており、予めメモリ(22)に
組込まれたプログラムに従って、ヒートポンプ装置を制
御するよう構成されている。(12a)は第２図で示す圧力
検出装置(12)の接点であり、直列抵抗(27)を介して圧力
検出信号が入力回路(23)に与えられる。尚、この入力回
路(23)にはヒートポンプ装置の運転スイッチ、冷暖切換
スイッチ並びにアナログ／デジタル変換器を介して各部
の温度信号など（以上、図示せず）の入力が与えられて
いる。また(26)はマイクロコンピュータ(20)の出力回路
(24)からの出力信号が反転機能を有するバッファ回路(2
5)を介して供給される制御リレー回路であり、圧縮機用
リレー(31a)、(31b)および電磁弁用リレー(32)などが含
まれている。具体的には、前述の各リレー(31a)、(31b)、
(32)の常開接点が各圧縮機用電磁接触器並びに電磁弁コ
イル（以上、図示せず）におのおの直列に接続される制
御回路によりヒートポンプ装置が制御される。

第５図は、メモリ(22)に予め記憶されている制御プログ
ラムのうち、圧縮機(1a)、(1b)が２台運転している場合
の吐出圧力上昇時のフローチャートであり、圧縮機(1
a)、(1b)の運転台数を決定するフローは第５図で示すフ
ロー部分より上流に、また周期的に電磁弁(8)を開路す
るフローは第５図で示すフロー部分より下流に位置する
よう構成されている。第５図において、ステップ(40)で
吐出圧力が所定値を超えているか否かを、第４図で示す
接点(12a)により判定し、設定値を超えていない場合に
はステップ(41)に進み電磁弁(8)を閉路し、或は閉路状
態を継続して、ステップ(42)に進む。ステップ(42)では
圧縮機運転台数を判定し、圧縮機運転台数が１台以外の
場合にはステップ(43)に進んで圧縮機２台運転を継続す
る。尚、ステップ(42)で圧縮機運転台数が１台の場合に
は、ステップ(44)に進んで圧縮機を一旦全停止し、次の
ルーチンで圧縮機台数を２台に切換えるようにしてい
る。つまり、圧縮機(1a)および(1b)のうち１台だけが運
転している状態から、２台同時運転に切換えると、それ
まで停止中の圧縮機(1a)または(1b)の吐出部と吸入部と
の圧力差が過大となっているため、大きな起動トルクを
要するため起動不能となる可能性があるため、圧縮機(1
a)、(1b)を一旦全停止し圧力バランスさせてから、運転
台数を２台とする必要がある。

また、ステップ(40)で吐出圧力が所定値を超えた場合に
はステップ(45)、(46)に進み、圧縮機運転台数を１台に
し、且つ電磁弁(8)を開路して吐出圧力の上昇を抑え
る。ステップ(45)および(46)により圧縮機運転台数が１
台となり、電磁弁(8)が開路することにより吐出圧力が
低下し、設定値未満となった場合には、ステップ(40a)
から(41)、(42),(44)と進み、圧縮機は全停止し、ステッ
プ(40)で設定圧力以上になった時にセットされたタイマ
ーはリセットされる。またステップ(40a)において圧力
が設定値以上の場合は、ステップ(47)に進み、ステップ
(40)でセットされたタイマーでカウントされる時間が所
定値（例えば３０分）以上か否かを判定し、所定時間経
過後にステップ(48)に進んで圧縮機を全停止させるよう
にしている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

以上のように、従来のヒートポンプ装置では、圧縮機(1
a)、(1b)が２台共運転している場合に、吐出圧力が上昇
し圧力検出装置(12)が作動することにより、いずれかの
圧縮機(1a)または(1b)が停止し、その後吐出圧力が圧力
検出装置(12)の作動値以下に低下した場合に、圧縮機(1
a)、(1b)が全停止し、再度２台の圧縮機(1a)、(1b)で運転
を開始する。従って、ヒートポンプ装置の室内・室外条
件によっては、極めて頻繁に前述の如き運転パターンを
繰り返すという問題があり、圧縮機(1a)、(1b)の寿命、
ひいてはヒートポンプ装置の寿命を著るしく低下させる
という問題がある。また、上記の如く、全停止・全運転
モードを繰り返すため、空調能力としても十分に得られ
ず、且つ省エネルギー性を低下させるとともに、２台の
圧縮機(1a)、(1b)を使用して容量制御を行うという本来
的な目的も達成できないという問題もある。

この考案は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、頻繁な発停を繰り返すことなく、吐出圧力上昇を
抑えることのできるヒートポンプ装置を得ることを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案においては、並列に接続された複数台の圧縮
機、切換弁、室外側熱交換器、減圧装置、室内側熱交換
器、及びアキュムレータが環状に配管接続された冷媒回
路と、上記圧縮機の吐出側と上記切換弁との間に設けら
れた油分離器と、この油分離器より電磁弁を介して上記
アキュムレータに至るバイパス路と上記圧縮機の吐出圧
力があらかじめ設定された所定の圧力値以上か、否かを
検出する圧力検出装置と、この圧力検出装置の圧力検出
信号を入力とし、上記圧縮機の吐出圧力が上記所定の圧
力値以上のとき、上記圧縮機の運転台数を減少するとと
もに、上記所定の圧力未満のとき、上記圧縮機の運転台
数を上記複数台に維持するか、圧縮機全停止した後上記
複数台運転に切換える圧縮機運転台数制御手段と、上記
圧力検出装置の圧力検出信号を入力とし、上記圧縮機の
吐出圧力が上記所定の圧力値以上のとき上記電磁弁を開
路するとともに上記所定の圧力値未満のとき上記電磁弁
をを閉路する電磁弁制御手段、上記圧縮機の吐出圧力が
上記所定の圧力値以上となった後の圧縮機減少運転時間
を計時し、かつ圧縮機の吐出圧力が所定の圧力値以上に
上昇することにより、圧縮機の運転台数を減少するとと
もに上記電磁弁を開路した後、上記吐出圧力が所定の圧
力値未満となり、上記電磁弁を閉路した場合でも、上記
圧縮機の減少運転を所定時間継続せしめるタイマー手段
とを設けることによりヒートポンプ装置を構成して上記
目的を達成するものである。

〔作用〕

この考案に係るヒートポンプ装置は、圧縮機の吐出圧力
が上昇し、所定の圧力値以上となった場合には圧縮機の
運転台数を減少し、圧力検出装置作動後所定時間は、タ
イマー手段により、上記吐出圧力が所定の圧力未満とな
り、上記電磁弁を閉路した場合でも、圧縮機を減少した
ままで運転を継続するようにしているので、頻繁な圧縮
機の発停を防止することができる。

〔実施例〕

以下、この考案の一実施例を第１図〜第４図に、基づき
説明する。第１図は、この考案の一実施例によるヒート
ポンプ装置の吐出圧力制御フローチャート図である。第
２図、第３図、第４図はそれぞれ、ヒートポンプ装置の
全体構成図、制御ブロック図および要部制御回路図であ
る。

第３図において、(12)は圧縮機の吐出圧力があらかじめ
設定された所定の圧力値以上かどうかを検出する圧力検
出装置、(102)は室内熱交換器(3a)、(3b)が設けられた室
内側空調負荷に応じて圧縮機(1a)、(1b)の運転台数を制
御するとともに、吐出圧力が所定の圧力値以上のときに
圧縮機(1a)、(1b)の運転台数を１台にする圧縮機運転台
数制御手段である。(103)は油分離器(7)に回収された冷
凍機油を定期的にアキュムレータ(6)に戻すために電磁
弁(8)を開路するとともに、吐出圧力に応じて所定圧力
以上のとき電磁弁(8)を開路し、所定圧力未満のときに
電磁弁(8)を閉路する電磁弁制御手段、(104)は圧縮機運
転台数が１台となった場合にセットされ圧縮機(1a)、(1
b)の積算運転時間を計時するタイマー手段である。(10
5)は各制御手段(102)〜(104)に応じてヒートポンプ装置
の各機器の動作を司る制御出力手段である。

この実施例は、第２図に示す冷媒回路において、圧縮機
(1a)、(1b)の吐出圧力があらかじめ設定された所定の圧
力値以上か、否かを検出する圧力検出装置(12)を設け、
この圧力検出装置(12)の出力信号を入力とし、上記圧縮
機(1a)、(1b)の吐出圧力が上記所定の圧力値以上のと
き、圧縮機運転台数制御手段(102)により、圧縮機の運
転台数を(1a)、または(1b)の１台運転とするとともにバ
イパス路(9)に設けられた電磁弁(8)を開路して圧縮機の
吐出圧力を降下、乃至は上昇の制御を行う。一方、タイ
マー手段(104)により、上記圧力検出装置(12)の圧力検
出信号に入力として上記圧縮機の吐出圧力が所定の圧力
値以上となった後の圧縮機１台運転時間を計時し、かつ
上記のように圧縮機の運転台数を１台とするとともに上
記電磁弁(8)を開路することにより、上記圧縮機の吐出
圧力が所定の値未満となり上記電磁弁(8)を閉路した場
合でも所定時間、上記圧縮機の１台運転を継続せしめる
ように構成したものである。

第１図において、ステップ(40)で圧縮機の吐出圧力が所
定値を超えているか、否かを第４図で示す圧力検出装置
(12)の接点(12a)により検出し、あらかじめ設定された
所定の圧力値未満の場合には、従来と同様にテップ(4
1)、(42)、(43)を経由し圧縮機(1a)、(1b)の２台運転を継
続する。尚、ステップ(42)において圧縮機運転台数が１
台の場合にはステップ(50)においてステップ(40)でセッ
トされたタイマー手段でカウントされる時間が所定時間
以上か、否かを判定し、所定時間以内であれば判定「Ｎ
Ｏ」側に進み、ステップ(50)におけるタイマ判定が「Ｙ
ＥＳ」となるまで、前記状態を継続する。、所定時間経
過時にはステップ(51)に進み、前述のタイマー手段がリ
セットされるとともに圧縮機は全停止する。

また、ステップ(40)で吐出圧力が所定の圧力値以上とな
った場合にはステップ(45)、(46)に進み、圧縮機運転台
数を１台にし、且つ電磁弁(8)を開路して吐出圧力の上
昇を抑える。なお、吐出圧力が所定値以上を継続し且つ
所定時間１台運転するとステップ(47)、(48)で停止す
る。また前述の如き制御により、ステップ(40a)におい
て、吐出圧力が低下して所定の圧力値未満となり、圧力
検出装置(12)の接点(12a)が開路した場合には、ステッ
プ(40a)からステップ(41)に進み電磁弁(8)を閉路し、ス
テップ(42)に進む。そして、圧縮機運転台数が１台とな
っているため、ステップ(50)に進み、ステップ(40)で接
点(12a)が閉路した時にセットされるタイマー手段(104)
がタイムアップしていない場合には判定「ＮＯ」側にス
テップが進み、圧縮機１台運転のまま、ステップ(50)に
おけるタイマー判定が「Ｙｅｓ」となるまで前記状態を
継続する、尚、前記状態にて吐出圧力が上昇して、ステ
ップ(45)側に進んだ場合には、圧縮機１台運転を継続
し、ステップ(46)で電磁弁(8)を開路して、吐出圧力の
上昇を抑制するよう制御する。

〔考案の効果〕

この考案においては、並列に接続された複数台の圧縮
機、切換弁、室外側熱交換器、減圧装置、室内側熱交換
器、及びアキュムレータが環状に配管接続された冷媒回
路と、上記圧縮機の吐出側と上記切換弁との間に設けら
れた油分離器と、この油分離器より電磁弁を介して上記
アキュムレータに至るバイパス路と、上記圧縮機の吐出
圧力があらかじめ設定された所定の圧力値以上か、否か
を検出する圧力検出装置と、この圧力検出装置の圧力検
出信号を入力とし、上記圧縮機の吐出圧力が上記所定の
圧力値以上のとき、上記圧縮機の運転台数を減少する圧
縮機運転台数制御手段と、上記圧力検出装置の圧力検出
信号を入力とし、上記圧縮機の吐出圧力が上記所定の圧
力値以上のとき上記電磁弁を開路するとともに上記所定
の圧力値未満のとき上記電磁弁を閉路する電磁弁制御手
段、及び圧力検出装置の圧力検出信号を入力とし、上記
圧縮機の吐出圧力が上記所定の圧力値以上となった後の
圧縮機減少運転時間を計時し、かつ圧縮機の吐出圧力が
所定の圧力値以上に上昇することにより、圧縮機の運転
台数を減少するとともに上記電磁弁を開路した後、上記
吐出圧力が所定の圧力値未満となり、上記電磁弁を閉路
した場合でも、上記圧縮機減少運転を所定時間継続せし
めるタイマー手段とを設けたことにより、ヒートポンプ
装置を構成したので、圧縮機が必要以上に頻繁に発停す
ることもなく、圧縮機寿命の長大化が図れる。また、圧
縮機が頻繁に発停することがなくなるので発停に伴う空
調能力の低下もないので、エネルギー効率の高い運転が
達成できるといった効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例によるヒートポンプ装置に
おける圧力制御フローチャート、第２図は従来の一般的
なヒートポンプ装置の全体構成図、第３図はこの考案の
一実施例によるヒートポンプ装置の制御ブロック図、第
４図は同じく従来の一般的なヒートポンプ装置の要部制
御回路図、第５図は従来のヒートポンプ装置の圧力制御
フローチャートである。 図において、(1a).(1b)は圧縮機、(2)は切換弁、(3a).
(3b)の室内熱交換器、(4)は減圧装置、(5)は室外熱交換
器、(6)はアキュムレータ、(7)は油分離器、(8)はバイ
パス路(9)に設けられた電磁弁、(12)は圧力検出装置、
(102)は圧縮機運転台数制御手段、(103)は電磁弁制御手
段、(104)はタイマー手段である。 なお、図中同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】並列に接続された複数台の圧縮機、切換
   弁、室外側熱交換器、減圧装置、室内側熱交換器、及び
   アキュムレータが環状に配管接続された冷媒回路、上記
   圧縮機の吐出側と上記切換弁との間に設けられた油分離
   器、この油分離器より電磁弁を介して上記アキュムレー
   タに至るバイパス路、上記圧縮機の吐出圧力があらかじ
   め設定された所定の圧力値以上か、否かを検出する圧力
   検出装置、この圧力検出装置の圧力検出信号を入力と
   し、上記圧縮機の吐出圧力が上記所定の圧力値以上のと
   き、上記圧縮機の運転台数を減少するとともに、上記所
   定の圧力未満のとき、上記圧縮機の運転台数を上記複数
   台に維持するか、圧縮機全停止した後上記複数台運転に
   切換える圧縮機運転台数制御手段、上記圧力検出装置の
   圧力検出信号を入力とし、上記圧縮機の吐出圧力が上記
   所定の圧力値以上のとき上記電磁弁を開路するとともに
   上記所定の圧力未満のとき上記電磁弁をを閉路する電磁
   弁制御手段、及び上記圧縮機の吐出圧力が上記所定の圧
   力値以上となった後の圧縮機減少運転時間を計時し、か
   つ圧縮機の吐出圧力が所定の圧力値以上に上昇すること
   により、圧縮機の運転台数を減少するとともに上記電磁
   弁を開路した後、上記吐出圧力が所定の圧力値未満とな
   り、上記電磁弁を閉路した場合、上記圧縮機の減少運転
   を所定時間継続せしめるタイマー手段を備えたことを特
   徴とするヒートポンプ装置。