JPH10318615A

JPH10318615A - 空気調和機の運転制御装置

Info

Publication number: JPH10318615A
Application number: JP9126880A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Sano; 野泰史佐
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 1998-12-04
Anticipated expiration: 2017-05-16
Also published as: JP3481076B2

Abstract

(57)【要約】【課題】能力可変型の空気調和機において、低能力・
低周波数運転時の圧縮機２のケース内への液冷媒の寝込
みを防止し、低負荷運転時の圧縮機２の信頼性を向上さ
せる。【解決手段】圧縮機２における冷媒および潤滑油の温
度状態を表す温度として例えば圧縮機吐出管温度ＴＤを
検出する温度センサ２８を備え、この温度センサ２８に
よって検出された吐出側配管の温度ＴＤが所定値よりも
低いとき室内機コントローラから室外機コントローラ４
８に入力される周波数指令Ｃｆに所定時間ごとに所定量
の正の補正を加える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機の運転
制御装置、より詳細には、能力可変型の圧縮機、室外熱
交換器、絞り機構、および室内熱交換器を有する冷凍サ
イクルと、室内温度と設定室内温度との間の偏差等の要
求する空調負荷に応じた周波数指令を発する室内機コン
トローラと、この室内機コントローラからの周波数指令
を受信し周波数指令に応じて圧縮機の運転周波数を制御
する室外機コントローラとを備えた空気調和機の運転制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】能力可変型圧縮機を備えた空気調和機に
おいては、空調対象の室内の温度とその設定温度との差
等に応じた空調負荷に応じて圧縮機の回転速度すなわち
運転周波数を制御して空調能力を調整する。このような
空気調和機においては、室内外の温度いかんによって、
圧縮機の潤滑油希釈度の上昇しそうな温度条件では、そ
の防止のため、１．室内機コントローラからの指令に応じる周波数を常
に高めに設定する、２．希釈度が上昇する条件の存在する周波数以下では運
転させないようにする、などの対策を講じている。

【０００３】また、同様の見地から、３．圧縮機内部で高温のガスをバイパスさせて圧縮機が
低温にならないようにする、という対策も行われてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
１，２，３のような対策では、以下のような不都合があ
った。すなわち、１および２の対策のもとでは、結果的
に圧縮機は空調負荷よりも常に高い負荷条件のもとで運
転されることになるが、それは省エネルギーの考え方に
逆行するとともに、必要とする空調負荷に対し過大能力
で運転する機会が増え、圧縮機が短い周期で断続運転さ
れる機会が増大する。その結果、圧縮機の耐久性が悪化
するばかりでなく、空調の快適性を損なう場合が多くな
る。さらに、運転周波数の可変幅が狭まり、空調負荷に
対する空気調和機の能力可変幅が小さくなってしまった
り、その空気調和機の使用可能温度範囲を広げられなく
なるという問題が生ずる。

【０００５】３の対策では、低周波数運転時の運転効率
が悪化したり、過負荷運転時に圧縮機が過熱しやすくな
って、圧縮機の信頼性を低下させる原因となる。

【０００６】したがって本発明は、低能力・低周波数運
転時の圧縮機ケース内への液冷媒の寝込みを防止し、低
負荷運転時の圧縮機の信頼性を向上させ得る空気調和機
の運転制御装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、能力可変型の圧縮機、室外熱交換
器、絞り機構、および室内熱交換器を有する冷凍サイク
ルと、要求する空調負荷に応じた周波数指令を発する室
内機コントローラと、この室内機コントローラからの周
波数指令に応じて圧縮機の運転周波数を制御する室外機
コントローラとを備えた空気調和機の運転制御装置にお
いて、圧縮機における冷媒および潤滑油の温度状態を検
出する温度検出手段を有し、この温度検出手段による検
出温度が所定値よりも低いとき室内機コントローラから
室外機コントローラに入力される周波数指令に所定時間
ごとに所定量の正の補正を加える補正制御手段を備えた
ことを特徴とするものである。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１に記載の空気
調和機の運転制御装置において、温度検出手段が圧縮機
の吐出側配管の温度を検出するものであることを特徴と
する。

【０００９】請求項３の発明は、温度検出手段を、圧縮
機のケース温度を検出する圧縮機ケース温度検出手段と
したことを特徴とするものである。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１に記載の空気
調和機の運転制御装置において、温度検出手段を、圧縮
機の潤滑油の温度を検出する圧縮機潤滑油温度検出手段
としたことを特徴とするものである。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１に記載の空気
調和機の運転制御装置において、温度検出手段を、吐出
配管温度、圧縮機のケース温度、及び圧縮機の潤滑油の
温度のうちの少なくとも２つの温度を検出する少なくと
も２つの温度検出手段とし、補正制御手段は、少なくと
も２つ以上の温度検出手段の少なくとも一つの検出温度
が所定値よりも低いとき室内機コントローラから室外機
コントローラに入力される周波数指令に所定時間ごとに
所定量の正の補正を加えることを特徴とするものであ
る。

【００１２】請求項６の発明は、請求項１に記載の空気
調和機の運転制御装置において、温度検出手段は、吐出
配管温度、圧縮機のケース温度、及び圧縮機の潤滑油希
釈度のうちの少なくとも１つを検出する第１の検出手段
と、冷凍サイクルの冷媒過熱度またはそれに関連する温
度として圧縮機への戻り冷媒液の温度を検出する第２の
検出手段とを備え、第１の検出手段の検出結果に基づく
室内コントローラからの周波数指令に対する正の補正
を、第２の検出手段によって検出された温度が所定値よ
りも高いことを条件として実行することを特徴とするも
のである。

【００１３】請求項７の発明は、請求項１ないし６のい
ずれかに記載の空気調和機の運転制御装置において、補
正制御手段は、圧縮機が室内機コントローラからの周波
数指令よりも高い周波数で運転されている状態で室内機
コントローラからの周波数指令が圧縮機の運転周波数よ
り高くなったとき、室外機コントローラから出力される
周波数指令を室内機コントローラからの周波数指令に対
応する周波数値にまで直ちに上昇させることを特徴とす
るものである。

【００１４】請求項８の発明は、請求項１ないし５のい
ずれかに記載の空気調和機の運転制御装置において、補
正制御手段は、圧縮機を駆動するモータの電流を検出す
る電流検出手段を備え、圧縮機が室内機コントローラか
らの周波数指令よりも高い周波数で運転されている状態
で電流検出手段による電流検出値が所定値を越えたと
き、室外機コントローラから出力され段を、吐出配管温
度、圧縮機のケース温度、及び圧縮機の潤滑油の温度の
うちの少なくとも２つの温度を検出する少なくとも２つ
の温度検出手段とし、補正制御手段は少なくとも２つ以
上の温度検出手段の少なくとも一つの検出温度が所定値
よりも低いとき室外機コントローラを介して室内機コン
トローラからの周波数指令に所定時間ごとに所定量の正
の補正を加えることを特徴とするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】

＜冷凍サイクルおよびセンサ配置＞図３は本発明を適用
する冷凍サイクルと本発明に係る種々のセンサの配置位
置を示すものである。

【００１６】この冷凍サイクルは、圧縮機２、四方弁
４、室外熱交換器６、電子制御弁８、室内熱交換器１
０、およびアキュムレータ１２を含んで構成されてい
る。室内熱交換器１０は室内機に含まれ、それ以外の機
器は室外機に含まれる。室内熱交換器１０は１台だけが
図示されているが、必要に応じて２台以上の室内熱交換
器が並列に設けられることもある。なお、ここでは冷房
運転を前提として説明を進める。冷房運転の場合、四方
弁４は実線矢印で示すように切り換えられ、圧縮機２か
ら吐き出された冷媒は、四方弁４を通り、さらに室外熱
交換器６、電子制御弁８、室内熱交換器１０、四方弁４
およびアキュムレータ１２を介して圧縮機２へ戻る。こ
の場合、室外熱交換器６は凝縮器として機能し、室内熱
交換器１０は蒸発器として機能する。因みに暖房運転時
は、四方弁４が波線矢印で示すように切り換えられ、圧
縮機２から吐き出された冷媒は、四方弁４を通り、さら
に室内熱交換器１０、電子制御弁８、室外熱交換器６、
四方弁４およびアキュムレータ１２を介して圧縮機２へ
戻る。この場合、室外熱交換器６は蒸発器として機能
し、室内熱交換器１０は凝縮器として機能する。この冷
凍サイクルには、付加的に、室外熱交換器６および電子
制御弁８の接続点と四方弁４およびアキュムレータ１２
の接続点との間に、飽和温度検出用キャピラリ１４が設
けられている。

【００１７】室内熱交換器１０には、室内吸込空気温度
ＴＡを検出する室内吸込空気温度センサ２０および室内
熱交換器温度ＴＣを検出する室内熱交換器温度センサ２
２が配設されている。圧縮機２には、そのケース温度Ｔ
Ｋを検出する圧縮機ケース温度センサ２４、および潤滑
油希釈度ＯＱを検出する潤滑油希釈度センサ２６が設け
られ、圧縮機２の吐出側管路には室外吐出管温度ＴＤを
検出する室外吐出管温度センサ２８が設けられている。
四方弁４とアキュムレータ１２との間には、室外吸込管
温度ＴＳを検出する室外吸込管温度センサ３０が設けら
れている。室外熱交換器６にはその温度ＴＥを検出する
室外熱交換器温度センサ３２が設けられ、さらにアキュ
ムレータ１２とキャピラリ１４との間を接続する管路に
低圧飽和温度ＴＵを検出する低圧飽和温度センサ３６が
設けられている。

【００１８】＜実施の形態１＞図１は請求項１および２
の発明に対応する実施の形態を示すものである。圧縮機
（ＣＰ）２は交流モータからなる圧縮機モータ（ＣＭ）
４０によって可変速駆動されることにより能力の調整を
行う。そのため、交流モータ４０は、交流系統電源４２
から周波数変換器４４を介して、その都度の要求空調能
力に応じた圧縮機回転速度に対応する周波数のもとで駆
動される。なお、ここでは圧縮機回転速度すなわちモー
タ回転速度を、それにほぼ対応するモータ４０の入力周
波数すなわち周波数変換器４４の出力周波数で表現する
ことにする。

【００１９】室内熱交換器１０を含む室内機には室内機
コントローラ４６が備えられており、温度センサ２０に
よって検出された室内吸込空気温度ＴＡが室温を表すも
のとして取り込まれ、室温設定値ＴＭと突き合わされ
て、その差すなわち室温偏差ΔＴＡ（＝ＴＭ−ＴＡ）を
ゼロにするのに必要な周波数変換器４４の出力周波数
（＝圧縮機モータ４０の入力周波数）に対応する周波数
指令Ｃｆを室外機コントローラ４８に対し送出する。室
外機コントローラ４８には、室外吐出管温度センサ２８
によって検出された室外吐出管温度ＴＤ、室外吸込管温
度センサ３０によって検出された室外吸込管温度ＴＳ、
および低圧飽和温度センサ３６によって検出された低圧
飽和温度ＴＵが導入される。

【００２０】ここでは室外吸込管温度ＴＳおよび低圧飽
和温度ＴＵを用いて擬似的な過熱度制御を行うものとす
る。室外機コントローラ４８は、基本的には室内機コン
トローラ４６からの周波数指令Ｃｆを受け、それに基づ
いて周波数変換器４４に対し周波数指令Ｓｆを送出して
その出力周波数を制御する。周波数変換器４４は周波数
指令Ｓｆに対応する周波数の電圧を出力し、それによ
り、圧縮機モータ４０の回転数すなわち圧縮機２の回転
数を調整してその能力を制御する。

【００２１】さて、室外機コントローラ４８は基本的に
は擬似的な過熱度制御を行いつつ周波数変換器４４の出
力周波数を温度偏差ΔＴＡに応じて制御するのである
が、本発明に従い、室外吐出管温度センサ２８によって
検出される室外吐出管温度ＴＤを監視し、その値に応じ
て周波数指令Ｃｆに対し補正を加える。そのため室外機
コントローラ４８は本発明にいう補正制御手段が内蔵さ
れる。いま、図２に例示するように、室外吐出管温度Ｔ
Ｄの設定値にヒステリシスを持たせ、温度ＴＤが下降過
程にあるときは、ホールドゾーン上限値Ｄｂ＝４７℃、
ホールドゾーン下限値Ｄｄ＝４４℃と設定し、上昇過程
ではホールドゾーン下限値Ｄｃ＝４５℃、ホールドゾー
ン上限値（＝スローダウンゾーン下限値）Ｄｂ＝４７
℃、スローダウンゾーン上限値Ｄａ＝５２℃にそれぞれ
設定するものとする。図から分かるように、Ｄａ＞Ｄｂ
＞Ｄｃ＞Ｄｄである。

【００２２】室外吐出管温度ＴＤがホールドゾーン（温
度ＴＤが下降過程にあるときは、Ｄｂ≧ＴＤ≧Ｄｄ、温
度ＴＤが上昇過程にあるときは、Ｄｂ≧ＴＤ≧Ｄｃ）に
あるときは、補正されたものであるにしろ補正されない
ものであるにしろ、その時の周波数指令Ｃｆに対し補正
を加えることはしない。しかし、室外吐出管温度ＴＤが
スローアップゾーン（ホールドゾーンを下回るゾーンで
あって、下降過程時のＴＤ＜Ｄｄ、上昇過程時のＴＤ＜
Ｄｃ）で長時間運転を継続すると、圧縮機２のケース内
部で冷媒が液化して潤滑油中に寝込んでしまうおそれが
ある。このような状態では潤滑油が希釈され、潤滑不良
を起こすなどして、圧縮機の信頼性が損なわれる。そこ
で、本発明により、室外吐出管温度ＴＤが所定値を下回
る領域をスローアップゾーンとし、周波数指令Ｃｆが低
すぎるとみて、室外機コントローラ４８は周波数指令Ｃ
ｆに対し、所定時間ごとに、例えば２分ごとに、所定周
波数たとえば２．５Ｈｚ分ずつ加算して行くようなスロ
ーアップの正の補正を加える。これに対し「指令通りゾ
ーン」というのは、室外吐出管温度ＴＤが下降過程にあ
るときは、Ｄｂ＜ＴＤ、また同温度ＴＤが上昇過程にあ
るときは、Ｄａ＜ＴＤであって、この場合は圧縮機２の
ケース内部で冷媒が液化し潤滑油中に寝込んでしまうと
いうおそれはないものとみて、周波数指令Ｃｆがそのま
ま周波数指令Ｓｆとして室外機コントローラ４８から出
力される。室外吐出管温度ＴＤ値が上昇過程にあると
き、Ｄｂ＜ＴＤ≦Ｄａの範囲はスローダウンゾーンであ
って、室外機コントローラ４８は周波数指令Ｃｆに対し
その上がりすぎを補正すべく１分ごとに５Ｈｚずつのス
ローダウン補正すなわち負の補正を加えた周波数指令Ｓ
ｆを周波数変換器４４に対し送出する。

【００２３】以上のように制御することにより、圧縮機
２の内部の発熱効果により内部の冷媒を外部へと効率的
に追い出し、冷媒が圧縮機ケース内部で液化して寝込む
という事態を防止し、それにより潤滑油の希釈により潤
滑不良を起こすなどの事態を防止し、圧縮機の信頼性を
向上させることができる。

【００２４】＜実施の形態２＞図４は請求項３の発明に
対応する実施の形態を示すものである。この実施の形態
においては、実施の形態１における室外吐出管温度セン
サ２８によって検出される室外吐出管温度ＴＤに代え
て、それと相関関係を有する圧縮機ケース温度ＴＫを用
いる。圧縮機ケース温度ＴＫは圧縮機ケース温度センサ
２４によって検出される。ただし、圧縮機ケース温度Ｔ
Ｋは室外吐出管温度ＴＤに比べてかなり低い温度状態に
あることを考慮し、圧縮機ケース温度ＴＫの検出値に関
するゾーン分けの区分値が温度ＴＤの場合とは異なり、
次のように修正する。すなわち、図２における室外吐出
管温度ＴＤの設定値Ｄａ〜Ｄｄに対応する、図５におけ
る圧縮機ケース温度ＴＫの設定値Ｋａ〜Ｋｄの具体例を
示せば次の通りである。すなわち、Ｋａ＝２５℃、Ｋｂ
＝２０℃、Ｋｃ＝１０℃、Ｋｄ＝５℃である。

【００２５】図４および図５の装置の制御の態様は、図
１および図２の装置の制御の態様に基本的には類似して
おり、前者の設定値Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄに代えてそ
れぞれ設定値Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃ，Ｋｄを用いることが相
違するのみである。ここでは、圧縮機ケース温度ＴＫが
スローアップゾーン（下降過程時のＴＫ＜Ｋｄ、上昇過
程時のＴＫ＜Ｋｃ）にあるときは、実施の形態１の場合
と同じ理由により、周波数指令Ｓｆが低すぎるとみてそ
れに対し、所定時間ごとに、たとえば２分ごとに、所定
周波数たとえば２．５Ｈｚ分ずつ加算して行くような修
正を加える。ＴＫ値がスローダウンゾーンにあるとき、
すなわち上昇過程にあって、Ｋｂ＜ＴＫ≦Ｋａの範囲に
あるときは、周波数指令Ｓｆの上がりすぎを修正すべく
１分ごとに５Ｈｚ分ずつその都度の周波数指令Ｓｆに対
し負の修正を加える。

【００２６】以上のように圧縮機ケース温度ＴＫを用い
て周波数指令Ｓｆに修正を加えることが実施の形態２の
特徴である。圧縮機ケース温度ＴＫは圧縮機２内の潤滑
油温度に対しケースの熱容量により若干の時間遅れを伴
うものの、実際の潤滑油温度に近い値を検出することが
できるので、場合によっては、より実体に適合した制御
を行うことができる。この実施の形態２によっても上述
の実施の形態１と同様の作用・効果を奏することはもち
ろんである。

【００２７】＜実施の形態３＞図６は請求項４の発明に
対応する実施の形態を示すものである。この実施の形態
においては、実施の形態１における室外吐出管温度Ｔ
Ｄ、または実施の形態２における圧縮機ケース温度ＴＫ
に代えて、圧縮機２内部の潤滑油の希釈度ＯＱを用い
る。圧縮機潤滑油希釈度ＯＱは圧縮機潤滑油希釈度セン
サ２６によって検出される。ここで、圧縮機潤滑油希釈
度ＯＱは潤滑油温度との間に相関関係を有するので、こ
れを周波数指令Ｃｆの補正のために用いることができ
る。かかる相関関係を考慮して、図７に示すように、圧
縮機潤滑油希釈度ＯＱの区分を次のように設定する。す
なわち、例えば図５における圧縮機ケース温度ＴＫの区
分設定値Ｋａ〜Ｋｄに対応する、図７における圧縮機潤
滑油希釈度ＯＱに対する設定値Ｑａ〜Ｑｄを、例えば次
のように設定する。すなわち、Ｑａ＝１０％、Ｑｂ＝１
５％、Ｑｃ＝２０％、Ｑｄ＝２５％である。

【００２８】図６および図７の装置の制御の態様は、図
１〜図５を参照して説明した実施の形態１，２の制御態
様に基本的には類似しており、図１〜図２の装置におけ
る室外吐出管温度ＴＤの区分設定値Ｄａ〜Ｄｄ、または
図４〜図５の装置における圧縮機ケース温度ＴＫの区分
設定値Ｋａ〜Ｋｄに代えて、図６〜図７の装置では圧縮
機潤滑油希釈度ＯＱの区分設定値Ｑａ〜Ｑｄを用いるこ
とが相違するのみである。ここでは、圧縮機潤滑油希釈
度ＯＱがスローアップゾーン（下降過程時のＯＱ＜Ｑ
ｄ、上昇過程時のＯＱ＜Ｑｃ）にあるときは、実施の形
態１，２の場合と同じ理由により、周波数指令Ｃｆに対
し、所定時間ごとに、たとえば２分ごとに、所定周波数
たとえば２．５Ｈｚ分ずつ加算して行くような正の補正
を加える。ＯＱ値がスローダウンゾーンにあるとき、す
なわちＯＱ値が上昇過程にあって、Ｑｂ＜ＯＱ≦Ｑａの
範囲にあるときは、周波数指令Ｃｆの抑制すべく１分ご
とに５Ｈｚ分ずつその都度の周波数指令Ｃｆに対し負の
補正を加える。

【００２９】以上のように圧縮機潤滑油希釈度ＯＱを用
いて周波数指令Ｃｆに修正を加えることが実施の形態３
の特徴である。圧縮機ケース温度ＴＫを用いる図４，５
の装置では、圧縮機ケースの熱容量が大きすぎる場合、
サイクル変化に対する応答遅れが問題になり得る。その
ような場合、図６，７の装置によれば、圧縮機潤滑油希
釈度ＯＱを直接に検出するので応答性を向上させること
ができる。

【００３０】＜実施の形態４＞図８は請求項５の発明に
対応する実施の形態を示すものである。この実施の形態
は、実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせたもの
に相当する。すなわち、ここでは、すでに述べた周波数
指令Ｃｆの補正のために室外吐出管温度ＴＤおよび圧縮
機ケース温度ＴＫの両方を用いる。そして、検出温度Ｔ
Ｄ，ＴＫの少なくとも一方が所定値以下である場合（下
降過程時のＴＤ＜Ｄｄまたは（および）ＴＫ＜Ｋｄ、上
昇過程時のＴＤ＜Ｄｃまたは（および）ＴＫ＜Ｋｃ）、
すでに述べたように、周波数指令Ｃｆに対し、所定時間
ごとに、たとえば２分ごとに、所定周波数たとえば２．
５Ｈｚ分ずつ加算して行くような正の補正を加える。同
様にＴＤ値およびＴＫ値の少なくとも一方がスローダウ
ンゾーンにあるとき（上昇過程時のＤｂ＜ＴＤ≦Ｄａま
たは（および）Ｋｂ＜ＴＫ≦Ｋａ）はスローダウンゾー
ンであって、周波数指令Ｃｆを下方修正すべく１分ごと
に５Ｈｚ分ずつその都度の周波数指令Ｃｆに対し負の補
正を加える。この実施の形態では、検出温度ＴＤ，ＴＫ
のいずれか一方が上記のゾーンにあることを条件として
もよいし、両方が上記のゾーンにあることを条件にして
もよい。

【００３１】以上のように室外吐出管温度ＴＤおよび圧
縮機ケース温度ＴＫを用いることにより、圧縮機２の内
部の発熱効果により内部の冷媒を外部へと追い出し、冷
媒がケース内部で液化して寝込むという事態を防止し、
それにより潤滑油の希釈により潤滑不良を起こすなどの
事態を防止し、圧縮機の信頼性を向上させることができ
る、という前述の効果を一層確実にすることができる。
なお、両温度ＴＤ，ＴＫがスローアップゾーンにあるこ
とを条件として周波数指令Ｃｆを補正する方式は、いず
れか一方がそのゾーンにあることを条件とする場合に比
べて、圧縮機の信頼性をさらに一層向上させるととも
に、所期の目的を達成した上で、圧縮機をできる限り低
い周波数で運転することを可能とし、一層の省エネルギ
ー効果を達成することができる。

【００３２】＜実施の形態５＞図９は請求項６の発明に
対応する実施の形態を示すものである。この実施の形態
は、実施の形態１に過熱度による周波数制御を併用した
方式であり、図１の機器構成を流用して実施することが
できる。図１の装置において、室外吐出管温度ＴＤの区
分設定値は図２に示すものを使用する。また、室外吸込
管温度センサ３０によって検出された室外吸込管温度Ｔ
Ｓと、低圧飽和温度センサ３６によって検出された低圧
飽和温度ＴＵとを用い、ＴＨ＝ＴＳ−ＴＵの値を過熱度
ＴＨとし、これを室外吐出管温度ＴＤの温度区分による
周波数指令のスローアップ制御またはスローダウン制御
の１条件とする。過熱度ＴＨに関し、例えば図９に示す
ように、３℃を境界値として、それ以上をＨｚ（周波
数）アップ制御許可ゾーンとし、それ以下をＨｚアップ
制御禁止ゾーンとする。

【００３３】図９の過熱度区分による制御方式とするこ
とにより、室外吐出管温度ＴＤがスローアップゾーンに
あったとしても、それは過熱度ＴＨがＨｚアップ制御許
可ゾーン（ＴＨ≧３）にあることを条件として周波数指
令Ｃｆに対するスローアップ制御が許可される。過熱度
ＴＨがＨｚアップ制御許可ゾーン（ＴＨ＞３）になけれ
ば、すなわちＴＨ＜３のときは、たとえ室外吐出管温度
ＴＤがスローアップゾーンにあったとしても、周波数指
令Ｃｆに対するスローアップ補正は許可しない。

【００３４】図１，２の方式の場合は、一時的な液バッ
クサイクルが発生した場合、過熱度制御で絞る前にＨｚ
アップを行ってしまうことがあり、低周波数運転の寝込
み以外でＨｚアップを行ってしまうおそれがある。それ
に対し、以上述べた実施の形態５では、過熱度ＴＨが適
正であるにもかかわらず、室外吐出管温度ＴＤが低下し
てきた場合のみＨｚアップ補正の対象とすることがで
き、不適切な、省エネルギーの精神に反するようなＨｚ
アップ運転を防止することができる。

【００３５】この実施の形態では、基本制御態様として
室外吐出管温度ＴＤに代えて、圧縮機ケース温度ＴＫ、
及び圧縮機潤滑油希釈度ＯＱを用いることができる。さ
らにまた、冷媒過熱度に代えて、それに関連する温度と
して圧縮機への戻り冷媒液の温度を用いることもでき
る。

【００３６】＜実施の形態６＞実施の形態６は実施の形
態１に対する変形例である。実施の形態６は、図１，２
の装置において、圧縮機２が室内機コントローラ４６か
らの周波数指令Ｃｆに基づく運転周波数よりも高い周波
数で運転されていた場合、図２において室外吐出管温度
ＴＤがホールドゾーンまたはスローアップゾーンにあっ
たとしても、それが実際の運転周波数よりも、周波数指
令Ｃｆに基づく運転周波数が高くなったときは、Ｈｚホ
ールドまたはＨｚスローアップを無視して「指令通りゾ
ーン」に移行させ、直ちに室内機コントローラ４６から
の能力要求指令Ｃｆに対応する周波数指令にまで上昇さ
せる。このように、この実施の形態によれば、室内機コ
ントローラ４６からの周波数指令Ｃｆが大きくなったこ
とに対応して速やかにその周波数指令Ｃｆに対応させる
ことができる。

【００３７】この実施の形態においても、室外吐出管温
度ＴＤに代えて、圧縮機ケース温度ＴＫ、または圧縮機
潤滑油希釈度ＯＱなどを用いることができる。

【００３８】＜実施の形態７＞この実施の形態において
は、図１０に示すように、モータ電流Ｉｍを検出する電
流検出器５０を圧縮機モータ４０の入力電流回路中に設
け、その電流検出値に従った、周波数指令Ｃｆに対する
補正をすでに述べた補正制御に付加するものである。こ
こでは、一例として電流検出器５０を周波数変換器４４
の入力側に設けているが、これは周波数変換器４４の出
力側に設けてもよい。すでに説明した図１〜７における
室外吐出管温度ＴＤ、圧縮機ケース温度ＴＫ、さらには
圧縮機潤滑油希釈度ＯＱのゾーン区分による周波数指令
の補正制御、特にスローアップ制御に対し、モータ電流
Ｉｍの検出値による保護制御を付加するものである。電
流値増大方向では、図１１に示すように、例えばＩｍ＝
２１Ａをしきい値とし、Ｉｍ≦２１ＡをＨｚアップゾー
ンとして５秒ごとに１Ｈｚずつ運転周波数上昇の補正を
行うものとし、Ｉｍ＞２１Ａの範囲をＨｚダウンゾーン
として１秒ごとに２．５Ｈｚずつ運転周波数下降の補正
を行うものとする。また、電流値減少方向では、２つの
しきい値Ｉｍ＝２１ＡおよびＩｍ＝２０Ａを設定し、Ｉ
ｍ＞２１ＡをＨｚダウンゾーンとして１秒ごとに２．５
Ｈｚずつ運転周波数下降の補正を行い、２１Ａ≧Ｉｍ＞
２０Ａの範囲をホールドゾーンとしてその都度の運転周
波数をホールドし、Ｉｍ≦２０ＡをＨｚアップゾーンと
して５秒ごとに１Ｈｚずつ運転周波数上昇の補正を行う
ものとする。

【００３９】実施の形態７は、図１，２の装置による制
御を基本とし、それにモータ電流Ｉｍを考慮に入れよう
とするものであって、温度ＴＤの検出値に従い、室外機
コントロラ４８により室内機コントローラ４６からの周
波数指令Ｃｆに対してすでに正の補正を加えている場合
において、電流値Ｉｍがしきい値２１Ａを超えてＨｚダ
ウンゾーンに入ったら、室外吐出管温度ＴＤによる周波
数指令補正制御に対し電流値依存制御を優先させて周波
数指令Ｃｆを１秒ごとに２．５Ｈｚずつ下降修正を行
う。電流減少過程でＩｍ≦２０ＡになったらＨｚアップ
ゾーンとして５秒ごとに１Ｈｚずつ運転周波数上昇の修
正を行う。

【００４０】この実施の形態は、室外吐出管温度センサ
２８が室外吐出管から外れて室外吐出管温度ＴＤの検出
が不能になってしまったような場合の保護手段として有
効なものであり、モータ電流Ｉｍが所定値を上回って故
障状態に至りそうな場合に、周波数ダウン制御を行うこ
とにより、そのような不都合な事態を回避することがで
きる。

【００４１】この実施の形態においても、室外吐出管温
度ＴＤに代えて、圧縮機ケース温度ＴＫ、または圧縮機
潤滑油希釈度ＯＱなどを用いることができる。

【００４２】

【発明の効果】能力可変型の空気調和機は、室内の空調
負荷が小さい場合に能力を下げるために低周波数運転を
行うことがその利点として知られている。

【００４３】しかしながら、室内外ともに低い温度条件
のときに冷房運転を行うと、圧縮機が低周波数で運転さ
れ、そのため、冷凍サイクルの状態によっては圧縮機の
ケース内部に冷媒が液化して寝込み、圧縮機の潤滑油を
希釈してしまう場合がある。本発明によれば、そのよう
な場合に周波数を上げることによって、このような潤滑
油の冷媒による希釈度の上昇を防止し、圧縮機の潤滑不
良や液圧縮などによる故障を未然に防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空気調和機の運転制御装置の請求
項１および２に対応する実施の形態を示すブロック図。

【図２】図１における室外吐出管温度の検出値に関する
領域区分を説明する線図。

【図３】本発明を適用する冷凍サイクルと本発明に係る
種々のセンサの配置位置を示す図。

【図４】本発明による空気調和機の運転制御装置の請求
項３に対応する実施の形態を示すブロック図。

【図５】図４における圧縮機ケース温度の検出値に関す
る領域区分を説明する線図。

【図６】本発明による空気調和機の運転制御装置の請求
項４に対応する実施の形態を示すブロック図。

【図７】図６における潤滑油希釈度の検出値に関する領
域区分を説明する線図。

【図８】本発明による空気調和機の運転制御装置の請求
項５に対応する実施の形態を示すブロック図。

【図９】本発明による空気調和機の運転制御装置の請求
項６に対応する実施の形態を説明するための線図。

【図１０】本発明による空気調和機の運転制御装置の請
求項８に対応する実施の形態を示すブロック図。

【図１１】図１０におけるモータ電流の検出値に関する
領域区分を説明する線図。

【符号の説明】

２圧縮機４四方弁６室外熱交換器８絞り機構１０室内熱交換器１２アキュムレータ１４キャピラリ４６室内機コントローラ４８室外機コントローラ２０室内吸込空気温度センサ２２室内熱交換器温度センサ２４圧縮機ケース温度センサ２６潤滑油希釈度センサ２８室外吐出管温度センサ３０室外吸込管温度センサ３２室外熱交換器温度センサ３６低圧飽和温度センサ４０圧縮機モータ（ＣＭ）４２交流系統電源４４周波数変換器４６室内４８室外機コントローラ５０電流検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】能力可変型の圧縮機、室外熱交換器、絞り
機構、および室内熱交換器を有する冷凍サイクルと、要
求する空調負荷に応じた周波数指令を発する室内機コン
トローラと、この室内機コントローラからの周波数指令
を受信し前記周波数指令に応じて前記圧縮機の運転周波
数を制御する室外機コントローラとを備えた空気調和機
の運転制御装置において、前記圧縮機における冷媒およ
び潤滑油の温度状態を検出する温度検出手段を有し、こ
の温度検出手段による検出温度が所定値よりも低いとき
前記室内機コントローラから前記室外機コントローラに
入力される周波数指令に所定時間ごとに所定量の正の補
正を加える補正制御手段を備えたことを特徴とする空気
調和機の運転制御装置。
【請求項２】請求項１に記載の空気調和機の運転制御装
置において、前記温度検出手段は前記圧縮機の吐出側配
管の温度を検出するものであることを特徴とする空気調
和機の運転制御装置。
【請求項３】前記温度検出手段を、前記圧縮機のケース
温度を検出する圧縮機ケース温度検出手段としたことを
特徴とする空気調和機の運転制御装置。
【請求項４】請求項１に記載の空気調和機の運転制御装
置において、前記温度検出手段を、前記圧縮機の潤滑油
の温度を検出する圧縮機潤滑油温度検出手段としたこと
を特徴とする空気調和機の運転制御装置。
【請求項５】請求項１に記載の空気調和機の運転制御装
置において、前記温度検出手段を、前記吐出配管温度、
前記圧縮機のケース温度、及び前記圧縮機の潤滑油の温
度のうちの少なくとも２つの温度を検出する少なくとも
２つの温度検出手段とし、前記補正制御手段は、前記少
なくとも２つ以上の温度検出手段の少なくとも一つの検
出温度が所定値よりも低いとき前記室内機コントローラ
から前記室外機コントローラに入力される周波数指令に
所定時間ごとに所定量の正の補正を加えることを特徴と
する空気調和機の運転制御装置。
【請求項６】請求項１に記載の空気調和機の運転制御装
置において、前記温度検出手段は、前記吐出配管温度、
前記圧縮機のケース温度、及び前記圧縮機の潤滑油希釈
度のうちの少なくとも１つを検出する第１の検出手段
と、前記冷凍サイクルの冷媒過熱度またはそれに関連す
る温度として前記圧縮機への戻り冷媒液の温度を検出す
る第２の検出手段とを備え、前記第１の検出手段の検出
結果に基づく前記室内コントローラからの周波数指令に
対する正の補正を、前記第２の検出手段によって検出さ
れた温度が所定値よりも高いことを条件として実行する
ことを特徴とする空気調和機の運転制御装置。
【請求項７】請求項１ないし６のいずれかに記載の空気
調和機の運転制御装置において、前記補正制御手段は、
前記圧縮機が前記室内機コントローラからの周波数指令
よりも高い周波数で運転されている状態で前記室内機コ
ントローラからの周波数指令が前記圧縮機の運転周波数
より高くなったとき、前記室外機コントローラから出力
される周波数指令を前記室内機コントローラからの周波
数指令に対応する周波数値にまで直ちに上昇させること
を特徴とする空気調和機の運転制御装置。
【請求項８】請求項１ないし５のいずれかに記載の空気
調和機の運転制御装置において、前記補正制御手段は、
前記圧縮機を駆動するモータの電流を検出する電流検出
手段を備え、前記圧縮機が前記室内機コントローラから
の周波数指令よりも高い周波数で運転されている状態で
前記電流検出手段による電流検出値が所定値を越えたと
き、前記室外機コントローラから出力される周波数指令
を所定時間ごとに所定量ずつ低下させることを特徴とす
る空気調和機の運転制御装置。