JPH11101516A - インバータを有する空気調和装置 - Google Patents
インバータを有する空気調和装置Info
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- JPH11101516A JPH11101516A JP9265634A JP26563497A JPH11101516A JP H11101516 A JPH11101516 A JP H11101516A JP 9265634 A JP9265634 A JP 9265634A JP 26563497 A JP26563497 A JP 26563497A JP H11101516 A JPH11101516 A JP H11101516A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電源周波数の影響を除去して十分な空調能力
を発揮し得るインバータを有する空気調和装置を提供す
る。 【解決手段】 電源周波数検出部３３で電源周波数を検
出し、検出した電源周波数が５０ヘルツの場合には、電
源周波数が６０ヘルツの場合と同様の空調能力を発揮す
るよう、インバータ５で制御するインバータ制御コンプ
レッサの駆動用のコンプレッサモータ６を制御するよう
にした。
を発揮し得るインバータを有する空気調和装置を提供す
る。 【解決手段】 電源周波数検出部３３で電源周波数を検
出し、検出した電源周波数が５０ヘルツの場合には、電
源周波数が６０ヘルツの場合と同様の空調能力を発揮す
るよう、インバータ５で制御するインバータ制御コンプ
レッサの駆動用のコンプレッサモータ６を制御するよう
にした。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はインバータを有する
空気調和装置に関し、特にビル用空調システムとして有
用なものである。 【０００２】 【従来の技術】一台の室外機で複数台の室内機を個々に
制御する多室形空気調和装置（以下、マルチエアコンと
称す。）は、従来の空調システムに較べ、低コスト、省
工事等の利点を有する点に鑑み、現在ではビル空調の主
流となっている。図３はこの種のマルチエアコンを概念
的に示す説明図である。同図に示すように、当該マルチ
エアコンは、例えばビルの屋上等に設置される一台の室
外機０１と、この室外機０１に冷媒配管０２を介して接
続され、例えばビルの各部屋等に設置されている室内機
０３1 、０３2 、・・・、０３n とからなる。室外機０
１及び各室内機０３1 〜０３n はそれぞれ熱交換器を有
するとともに、室外機０１は冷媒を圧縮するコンプレッ
サを有している。また、各室内機０３1 〜０３n は遠隔
操作部０３ 1a、０３2a、・・・、０３naを有しており、
この遠隔操作部０３1a〜０３naで室温等の空調条件を設
定するようになっている。各室内機０３1 〜０３n にお
ける空調条件は通信線を介して送出され、これを受けて
制御部がコンプレッサの駆動速度、各種弁の開度の調整
等、必要な制御を行うようになっている。かかる、マル
チエアコンにおいては、各室内機０３1 〜０３n の設定
温度等、空調条件の変動により室外機０１におけるコン
プレッサの負荷は大きく変動するのが一般的である。そ
こで、かかる負荷変動に良好に追従し得るよう、この種
のマルチエアコンでは、コンプレッサを駆動する電動機
をインバータで速度制御するインバータ制御コンプレッ
サを用いている。 【０００３】図４はインバータ制御コンプレッサを有す
る従来技術に係るマルチエアコンの電動機の制御系を示
すブロック線図である。なお、同図中、室内機は室内機
０３ 1 のみを代表して示すが、他の室内機０３2 〜０３
n に関しても同様の構成となっている。図４に示すよう
に、室外機０１側には、熱交換器のファンモータ０４及
びインバータ０５で回転制御されるコンプレッサ駆動用
のコンプレッサモータ０６を有しており、室外機０３1
側には熱交換器のファンモータ０７を有している。ここ
でインバータ０５は、室内機０３1 のインバータ要求周
波数発生部０８が送出する要求周波数Ａ0 に応じてイン
バータ周波数決定部０９が決定する周波数Ａ1 の電力を
コンプレッサモータ０６に供給するように制御される。
このときの室内機０３1 が送出する要求周波数Ａ0 はそ
の設定温度等の空調条件に応じて決定され、通信線を介
して室外機０１のインバータ周波数決定部０８に送出さ
れる。また、このときの必要な電力は５０ヘルツ又は６
０ヘルツの電力として電源０１０が供給する。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上述の如き従来技術に
係るマルチエアコンにおいては、電力は５０ヘルツ又は
６０ヘルツの電源０１０から供給しているので、電源周
波数が５０ヘルツの場合と６０ヘルツの場合とではファ
ンモータ０４、０７の回転数が周波数に応じて異なるた
め、空調能力に差を生じ、室内機０３1 〜０３n を設置
する室内の温度が設定値に到達する時間等に電源周波数
の違いによる影響が出てしまうという問題がある。つま
り、同一仕様のマルチエアコンであっても５０ヘルツの
電源０１０に接続して使用した場合がファンモータ０
４、０７の回転数が少ない分、空調能力が劣るという欠
点がある。 【０００５】本発明は、上記従来技術に鑑み、電源周波
数の影響を除去して十分な空調能力を発揮し得るインバ
ータを有する空気調和装置を提供することを目的とす
る。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はの構成は次の点を特徴とする。 【０００７】１） インバータによりコンプレッサ駆動
用の電動機を制御するように構成したインバータを有す
る空気調和装置において、電源周波数を検出し、検出し
た電源周波数が５０ヘルツの場合には、電源周波数が６
０ヘルツの場合と同様の空調能力を発揮するよう、コン
プレッサ駆動用の電動機が回転するようにインバータで
当該電動機を制御するようにしたこと。 【０００８】２） インバータによりコンプレッサ駆動
用の電動機を制御するように構成したインバータを有す
る空気調和装置において、電源周波数に応じた周波数を
設定するための設定スイッチを有し、この設定スイッチ
に設定された電源周波数が５０ヘルツの場合には、電源
周波数が６０ヘルツの場合と同様の空調能力を発揮する
よう、コンプレッサ駆動用の電動機が回転するようにイ
ンバータで当該電動機を制御するようにしたこと。 【０００９】３） 上記１）又は２）に記載するインバ
ータを有する空気調和装置は、インバータ制御の電動機
で駆動するインバータ制御コンプレッサとインバータ制
御を行わない一定回転の電動機で駆動する定速コンプレ
ッサとを有しており、先ずインバータ制御コンプレッサ
を駆動して低負荷に対応し、負荷の増大に伴いインバー
タ制御コンプレッサの出力が最大になった時点でこのイ
ンバータ制御コンプレッサの出力を零若しくはその近傍
として定速コンプレッサを駆動し、その後の負荷の増大
に対応してインバータ制御コンプレッサの出力を増大さ
せるようにしたものであること。 【００１０】４） 上記３）に記載するインバータを有
する空気調和装置は、一台の室外機で複数台の室内機を
個々に制御する多室形空気調和機であること。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。 【００１２】図１は本発明の実施の形態に係るインバー
タを有する空気調和装置を示すブロック図である。同図
に示すにように、本形態に係る空気調和装置はマルチエ
アコンであり、例えばビルの屋上等に設置される一台の
室外機１と、この室外機１に冷媒配管２を介して接続さ
れ、例えばビルの各部屋等に設置されている室内機
３ 1 、・・・、３n とからなる。室外機１及び各室内機
３1 〜３n はそれぞれファンモータ４、７1 〜７n 及び
熱交換器１１、１２1 、・・・、１２n を有するととも
に、室外機１は冷媒を圧縮するコンプレッサ１３、１４
を有している。このように本形態は２台のコンプレッサ
１３、１４を有するが、これらのうちコンプレッサ１３
はその駆動源であるモータをインバータで制御するよう
にしたインバータ制御コンプレッサであり、コンプレッ
サ１４はインバータ制御を行わない一定回転のモータを
駆動源とする定速コンプレッサである。そして、これら
のインバータ制御コンプレッサ１３及び定速コンプレッ
サ１４の駆動時には、先ずインバータ制御コンプレッサ
１３を駆動して低負荷に対応し、負荷の増大に伴いイン
バータ制御コンプレッサ１３の出力が最大になった時点
でこのインバータ制御コンプレッサ１３の出力を零若し
くはその近傍として定速コンプレッサ１４を駆動し、そ
の後の負荷の増大に対応してインバータ制御コンプレッ
サの出力を増大させるように制御して負荷変動に対処す
るようになっている。このとき、インバータ制御コンプ
レッサ１３と定速コンプレッサ１４とは同出力のものを
用いている。すなわち、当該マルチエアコンで要求され
る定格出力が１０馬力であるとすると、インバータ制御
コンプレッサ１３及び定速コンプレッサ１４の定格出力
は何れも５馬力のものを使用する。この場合、勿論１０
馬力の１台のインバータ制御コンプレッサを使用するこ
ともできるが、本形態の如く２台のコンプレッサ１３、
１４を用いることにより、これらの制御部の小形化を図
ることができ、これに伴う部品の小形化により大幅なコ
ストの低減を図ることができるという利点を有する。 【００１３】両コンプレッサ１３、１４の吐出側の冷媒
配管２にはオイルセパレータ１５、１６が配設してあ
る。これらのオイルセパレータ１５、１６はコンプレッ
サ１３、１４でそれぞれ圧縮して吐出した高温・高圧の
冷媒中に含まれる潤滑油を分離し、キャピラリ１７、１
８を介して両コンプレッサ１３、１４に戻すためのもの
である。これによりコンプレッサ１３、１４の摺動部の
焼付きを防止している。ちなみに、コンプレッサ１３、
１４はモータ及びこれに駆動される圧縮部等、多くの摺
動部を有しており、これらの潤滑を行うべく潤滑油が封
入されているが、この潤滑油が冷媒とともに流出して減
少した場合には摺動部で焼付きを起こす虞がある。 【００１４】オイルセパレータ１６の吐出側の冷媒配管
２には逆止弁１９が配設してある。この逆止弁１９はイ
ンバータ制御コンプレッサ１３の駆動により圧縮されて
高圧となった冷媒ガスの圧力が定速コンプレッサ１４の
吐出側に作用するのを防止するためのものである。この
ことにより、前述の如くインバータ制御コンプレッサ１
３よりも後に起動される定速コンプレッサ１４の起動時
に余分な負荷が作用して過負荷となるのを防止すること
ができる。本形態では常にインバータ制御コンプレッサ
１３が定速コンプレッサ１４よりも先に起動するような
制御を行うためオイルセパレータ１５側には逆止弁を設
ける必要はない。 【００１５】四方向切換弁２０は当該マルチエアコンの
冷房運転時と暖房運転時とにおける冷媒の流れ方向を切
り換えるためのものである。アキュムレータ２１は冷媒
の気体と液体とを分離するためのものである。冷暖房運
転に伴う所定の熱交換を終了した冷媒は気体と液体が混
合した気液混合状態となっているが、これをそのままコ
ンプレッサ１３、１４に戻した場合、コンプレッサ１
３、１４は冷媒ガスのみならず冷媒液も圧縮することと
なる。かかる液圧縮はコンプレッサ１３、１４にとって
過負荷となり焼付き等の故障の原因となるので避けなけ
ればならない。そこで、アキュムレータ２１は気液混合
状態の冷媒を取り込んで気液分離を行い、冷媒ガスのみ
がコンプレッサ１３、１４に戻るようにしている。膨張
弁２２は直列に接続されたキャピラリ２３及び逆止弁２
４と相互に並列になるように熱交換器１１の近傍で冷媒
配管２に配設してある。膨張弁２２は電気信号によりそ
の開度を調節して冷媒の流量を調節可能な電子膨張弁で
あり、主に暖房運転時に冷媒を流通させ、熱交換器１１
を蒸発器として機能させるためのものである。キャピラ
リ２３及び逆止弁２４は冷房運転時に冷媒を流通させ、
熱交換器１１を凝縮器として機能させるためのものであ
る。なお、暖房時にも膨張弁２２を介して冷媒を流すこ
とができ、この場合にはキャピラリ２３及び逆止弁２４
は必ずしも必要ではない。ところが、膨膨張弁２２を介
して冷媒を流した場合には冷媒の流動音が大きい。そこ
で、膨張弁２２を絞り、キャピラリ２３及び逆止弁２４
を介して冷媒を流通させてこの流動音を低減している。
すなわち、キャピラリ２３及び逆止弁２４は騒音低減効
果をも得るためのものである。同様の機能を有する膨張
弁２５1 、・・・、２５n 、キャピラリ２６1 、・・
・、２６n 及び逆止弁２７1、・・・、２７n は各室内
機３1 〜３n において各熱交換器１２1 〜１２n の近傍
にも設けてある。前述の如きキャピラリ２３及び逆止弁
２４による騒音低減効果は、人が居ることが多い室内に
設置された各室内機３1 〜３n 側において特に有用なも
のとなる。なお、図１中、２８、２９、３０1 ，・・
・，３０n 、３４、３５はキャピラリであり、何れも冷
媒に対する流動抵抗となるよう冷媒配管２の途中に配設
されている。 【００１６】かかるマルチエアコンにおいて冷房運転を
行うときには、四方向切換弁２０の切り換えにより図中
に実線の矢印で示す経路により冷媒を流す。すなわち、
コンプレッサ１３、１４で圧縮された高温・高圧の冷媒
ガスは四方向切換弁２０を通り熱交換器１１に至る。こ
こで冷媒ガスはファンモータ１４で駆動されるファンが
送給する空気と熱交換して冷却され、凝縮して高温の冷
媒液となり、キャピラリ２３、逆止弁２４及び冷媒配管
２を介して各室内機３1 〜３n に至る。この結果冷媒は
各室内機３1 〜３n の膨張弁２５1 〜２５n を通過する
際に膨張し、気液混合状態となって熱交換器１２1 〜１
２n に至り、ファンモータ７1 〜７n で駆動されるファ
ンが送給する空気と熱交換し、温められて蒸発する。こ
こで冷媒は液体と混合状態した状態の冷媒ガスとなり、
四方向切換弁２０を介してアキュムレータ２１に至る。
このアキュムレータ２１で気液分離され冷媒ガスとして
コンプレッサ１３、１４に戻る。このように、冷房運転
においては室外機１側の熱交換器１１が凝縮器として機
能し、室内機３1 〜３n 側の熱交換器１２1 〜１２ n が
蒸発器として機能する。 【００１７】一方、暖房運転を行うときには、四方向切
換弁２０の切り換えにより図中に点線の矢印で示す経路
により冷媒を流す。すなわち、コンプレッサ１３、１４
から吐出された冷媒は四方向切換弁２０、各室内機３1
〜３n 、キャピラリ２６1 〜２６n 、逆止弁２７1 〜２
７n 、膨張弁２２、熱交換器１１、四方向切換弁２０及
びアキュムレータ２１を通ってコンプレッサ１３、１４
に戻る。このとき室内機３1 〜３n 側の熱交換器１２1
〜１２n は凝縮器として機能し、室外機１側の熱交換器
１１は蒸発器として機能する。 【００１８】また、各室内機３1 〜３n が設置された部
屋の室温は、冷暖房時の各室内機３ 1 〜３n 側と室外機
１側との間での通信回線を介した情報の授受により、各
室内機３1 〜３n 側からの要求に応じた空調条件に対応
させて膨張弁２２、２５1 〜２５n の開度を個別に調節
することにより制御する。かかる情報の授受及び制御
は、室外機１及び各室内機３1 〜３n がそれぞれ有する
マイクロ・コンピュータ等の制御部を通じて行う。 【００１９】図２は上記実施の形態に係るマルエアコン
の電動機の制御系を示すブロック線図である。なお、同
図中、室内機は室内機３1 のみを代表して示すが、他の
室内機０３n に関しても同様の構成となっている。図２
に示すように、室外機１側には、熱交換器１１（図１参
照）のファンモータ４及びインバータ５で回転制御され
るコンプレッサ駆動用のコンプレッサモータ６、インバ
ータ５で回転制御されず一定速度でコンプレッサ１４
（図１参照）を駆動するコンプレッサモータ３２及び電
源周波数検出部３３を有しており、室外機３1 側には熱
交換器のファンモータ７1 を有している。ここでインバ
ータ５は、室内機３1 のインバータ要求周波数発生部８
が送出する要求周波数Ａ0 に応じてインバータ周波数決
定部９が決定する周波数の電力をコンプレッサモータ６
に供給するように制御される。すなわち、インバータ周
波数決定部９が決定する周波数で一意に決定される回転
速度でコンプレッサモータ６の駆動を制御するようにな
っている。このときの室内機３1 が送出する要求周波数
Ａ0 はその設定温度等の空調条件に応じて決定され、通
信線を介して室外機１のインバータ周波数決定部８に送
出される。 【００２０】ここで、インバータ周波数決定部９は電源
周波数検出部３３が検出する電源１０の周波数を参照し
ており、電源周波数が５０ヘルツの場合には要求周波数
Ａ0に対応する周波数Ａ1 に補正値αを加算して補正周
波数Ａ1 ’の電力をコンプレッサモータ６に供給する。
したがってこの場合、コンプレッサモータ６は要求周波
数Ａ0 に対応する周波数Ａ1 よりも大きな補正周波数Ａ
1 ’でその回転数を制御される。このときの補正値αは
電源周波数が５０ヘルツになることによりファンモータ
４、７1 の回転数及びインバータ５で回転制御されず一
定速で回転するコンプレッサモータ３２の回転数が６０
ヘルツの場合よりも相対的に低下することに伴う空調能
力の低下を補完し、６０ヘルツの場合と同様の空調能力
を持ち得るような回転数とする。この場合の補正値αは
要求周波数Ａ0 に対応したマップとしてインバータ周波
数決定部９に記憶してある。 【００２１】かかる本形態において、電源周波数検出部
３３で電源１０の周波数が５０ヘルツであることが検出
された場合には、インバータ周波数決定部９で要求周波
数Ａ 0 に対応する周波数Ａ1 に補正値αを加算する。こ
の結果、インバータ周波数決定部９は補正周波数Ａ1 ’
の電力をコンプレッサモータ６に供給するようにインバ
ータ０５を制御する。したがって、コンプレッサモータ
６は補正周波数Ａ1 ’の電力で回転駆動され、ファンモ
ータ４、７1 の回転数の減少及びコンプレッサモータ３
２の駆動時にはこのコンプレッサモータ３２の回転数の
減少を補完して電源周波数が６０ヘルツの場合と同様の
空調能力を発揮させる。 【００２２】なお、上記実施の形態の如くマルチエアコ
ンに限定する必要はない。本願発明は室外機と室内機と
が一対をなす空気調和装置にも良好に適用し得る。ま
た、図２に示すように、電源周波数検出部３３で電源周
波数を検出するように構成しているが、電源周波数は一
般に既知であるため、この電源周波数に応じた周波数を
設定することができる設定スイッチを電源周波数検出部
３３の代わりに設けても良い。この場合にはインバータ
周波数決定部９が設定スイッチに設定された周波数を参
照して要求周波数Ａ0 に対応する周波数Ａ1 若しくは補
正周波数Ａ1 ’を決定する。 【００２３】 【発明の効果】以上実施の形態とともに詳細に説明した
通り、〔請求項１〕及び〔請求項２〕に記載する発明に
よれば、電源周波数が５０ヘルツの場合には、電源周波
数が６０ヘルツの場合と同様の空調能力を発揮するよ
う、コンプレッサ駆動用の電動機を回転することができ
るので、５０ヘルツの場合でも６０ヘルツの場合と同様
の条件で空調を行うことができる。〔請求項３〕に記載
する発明によれば、インバータ制御コンプレッサと定速
コンプレッサとを設けて広い範囲の負荷変動に対処する
ようにしたので、１台のインバータ制御コンプレッサで
これを行う場合に較べ制御系の部品の小形化及び低コス
ト化を図ることができる。また、本願発明の場合には、
定速コンプレッサを運転する定速モータを有しており、
この定速モータの回転数は５０ヘルツの場合が６０ヘル
ツの場合よりも遅くなるため、このままではファンモー
タのみならず当該定速モータによっても冷房能力の低下
を招来するが、本願発明では当該定速モータに起因する
冷房能力の低下も補完して６０ヘルツの場合と同様の運
転を行うことができる。〔請求項４〕に記載する発明に
よれば、多室形空気調和機において、〔請求項１〕〜
〔請求項３〕に記載する発明と同様の効果を得る。
空気調和装置に関し、特にビル用空調システムとして有
用なものである。 【０００２】 【従来の技術】一台の室外機で複数台の室内機を個々に
制御する多室形空気調和装置（以下、マルチエアコンと
称す。）は、従来の空調システムに較べ、低コスト、省
工事等の利点を有する点に鑑み、現在ではビル空調の主
流となっている。図３はこの種のマルチエアコンを概念
的に示す説明図である。同図に示すように、当該マルチ
エアコンは、例えばビルの屋上等に設置される一台の室
外機０１と、この室外機０１に冷媒配管０２を介して接
続され、例えばビルの各部屋等に設置されている室内機
０３1 、０３2 、・・・、０３n とからなる。室外機０
１及び各室内機０３1 〜０３n はそれぞれ熱交換器を有
するとともに、室外機０１は冷媒を圧縮するコンプレッ
サを有している。また、各室内機０３1 〜０３n は遠隔
操作部０３ 1a、０３2a、・・・、０３naを有しており、
この遠隔操作部０３1a〜０３naで室温等の空調条件を設
定するようになっている。各室内機０３1 〜０３n にお
ける空調条件は通信線を介して送出され、これを受けて
制御部がコンプレッサの駆動速度、各種弁の開度の調整
等、必要な制御を行うようになっている。かかる、マル
チエアコンにおいては、各室内機０３1 〜０３n の設定
温度等、空調条件の変動により室外機０１におけるコン
プレッサの負荷は大きく変動するのが一般的である。そ
こで、かかる負荷変動に良好に追従し得るよう、この種
のマルチエアコンでは、コンプレッサを駆動する電動機
をインバータで速度制御するインバータ制御コンプレッ
サを用いている。 【０００３】図４はインバータ制御コンプレッサを有す
る従来技術に係るマルチエアコンの電動機の制御系を示
すブロック線図である。なお、同図中、室内機は室内機
０３ 1 のみを代表して示すが、他の室内機０３2 〜０３
n に関しても同様の構成となっている。図４に示すよう
に、室外機０１側には、熱交換器のファンモータ０４及
びインバータ０５で回転制御されるコンプレッサ駆動用
のコンプレッサモータ０６を有しており、室外機０３1
側には熱交換器のファンモータ０７を有している。ここ
でインバータ０５は、室内機０３1 のインバータ要求周
波数発生部０８が送出する要求周波数Ａ0 に応じてイン
バータ周波数決定部０９が決定する周波数Ａ1 の電力を
コンプレッサモータ０６に供給するように制御される。
このときの室内機０３1 が送出する要求周波数Ａ0 はそ
の設定温度等の空調条件に応じて決定され、通信線を介
して室外機０１のインバータ周波数決定部０８に送出さ
れる。また、このときの必要な電力は５０ヘルツ又は６
０ヘルツの電力として電源０１０が供給する。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上述の如き従来技術に
係るマルチエアコンにおいては、電力は５０ヘルツ又は
６０ヘルツの電源０１０から供給しているので、電源周
波数が５０ヘルツの場合と６０ヘルツの場合とではファ
ンモータ０４、０７の回転数が周波数に応じて異なるた
め、空調能力に差を生じ、室内機０３1 〜０３n を設置
する室内の温度が設定値に到達する時間等に電源周波数
の違いによる影響が出てしまうという問題がある。つま
り、同一仕様のマルチエアコンであっても５０ヘルツの
電源０１０に接続して使用した場合がファンモータ０
４、０７の回転数が少ない分、空調能力が劣るという欠
点がある。 【０００５】本発明は、上記従来技術に鑑み、電源周波
数の影響を除去して十分な空調能力を発揮し得るインバ
ータを有する空気調和装置を提供することを目的とす
る。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はの構成は次の点を特徴とする。 【０００７】１） インバータによりコンプレッサ駆動
用の電動機を制御するように構成したインバータを有す
る空気調和装置において、電源周波数を検出し、検出し
た電源周波数が５０ヘルツの場合には、電源周波数が６
０ヘルツの場合と同様の空調能力を発揮するよう、コン
プレッサ駆動用の電動機が回転するようにインバータで
当該電動機を制御するようにしたこと。 【０００８】２） インバータによりコンプレッサ駆動
用の電動機を制御するように構成したインバータを有す
る空気調和装置において、電源周波数に応じた周波数を
設定するための設定スイッチを有し、この設定スイッチ
に設定された電源周波数が５０ヘルツの場合には、電源
周波数が６０ヘルツの場合と同様の空調能力を発揮する
よう、コンプレッサ駆動用の電動機が回転するようにイ
ンバータで当該電動機を制御するようにしたこと。 【０００９】３） 上記１）又は２）に記載するインバ
ータを有する空気調和装置は、インバータ制御の電動機
で駆動するインバータ制御コンプレッサとインバータ制
御を行わない一定回転の電動機で駆動する定速コンプレ
ッサとを有しており、先ずインバータ制御コンプレッサ
を駆動して低負荷に対応し、負荷の増大に伴いインバー
タ制御コンプレッサの出力が最大になった時点でこのイ
ンバータ制御コンプレッサの出力を零若しくはその近傍
として定速コンプレッサを駆動し、その後の負荷の増大
に対応してインバータ制御コンプレッサの出力を増大さ
せるようにしたものであること。 【００１０】４） 上記３）に記載するインバータを有
する空気調和装置は、一台の室外機で複数台の室内機を
個々に制御する多室形空気調和機であること。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。 【００１２】図１は本発明の実施の形態に係るインバー
タを有する空気調和装置を示すブロック図である。同図
に示すにように、本形態に係る空気調和装置はマルチエ
アコンであり、例えばビルの屋上等に設置される一台の
室外機１と、この室外機１に冷媒配管２を介して接続さ
れ、例えばビルの各部屋等に設置されている室内機
３ 1 、・・・、３n とからなる。室外機１及び各室内機
３1 〜３n はそれぞれファンモータ４、７1 〜７n 及び
熱交換器１１、１２1 、・・・、１２n を有するととも
に、室外機１は冷媒を圧縮するコンプレッサ１３、１４
を有している。このように本形態は２台のコンプレッサ
１３、１４を有するが、これらのうちコンプレッサ１３
はその駆動源であるモータをインバータで制御するよう
にしたインバータ制御コンプレッサであり、コンプレッ
サ１４はインバータ制御を行わない一定回転のモータを
駆動源とする定速コンプレッサである。そして、これら
のインバータ制御コンプレッサ１３及び定速コンプレッ
サ１４の駆動時には、先ずインバータ制御コンプレッサ
１３を駆動して低負荷に対応し、負荷の増大に伴いイン
バータ制御コンプレッサ１３の出力が最大になった時点
でこのインバータ制御コンプレッサ１３の出力を零若し
くはその近傍として定速コンプレッサ１４を駆動し、そ
の後の負荷の増大に対応してインバータ制御コンプレッ
サの出力を増大させるように制御して負荷変動に対処す
るようになっている。このとき、インバータ制御コンプ
レッサ１３と定速コンプレッサ１４とは同出力のものを
用いている。すなわち、当該マルチエアコンで要求され
る定格出力が１０馬力であるとすると、インバータ制御
コンプレッサ１３及び定速コンプレッサ１４の定格出力
は何れも５馬力のものを使用する。この場合、勿論１０
馬力の１台のインバータ制御コンプレッサを使用するこ
ともできるが、本形態の如く２台のコンプレッサ１３、
１４を用いることにより、これらの制御部の小形化を図
ることができ、これに伴う部品の小形化により大幅なコ
ストの低減を図ることができるという利点を有する。 【００１３】両コンプレッサ１３、１４の吐出側の冷媒
配管２にはオイルセパレータ１５、１６が配設してあ
る。これらのオイルセパレータ１５、１６はコンプレッ
サ１３、１４でそれぞれ圧縮して吐出した高温・高圧の
冷媒中に含まれる潤滑油を分離し、キャピラリ１７、１
８を介して両コンプレッサ１３、１４に戻すためのもの
である。これによりコンプレッサ１３、１４の摺動部の
焼付きを防止している。ちなみに、コンプレッサ１３、
１４はモータ及びこれに駆動される圧縮部等、多くの摺
動部を有しており、これらの潤滑を行うべく潤滑油が封
入されているが、この潤滑油が冷媒とともに流出して減
少した場合には摺動部で焼付きを起こす虞がある。 【００１４】オイルセパレータ１６の吐出側の冷媒配管
２には逆止弁１９が配設してある。この逆止弁１９はイ
ンバータ制御コンプレッサ１３の駆動により圧縮されて
高圧となった冷媒ガスの圧力が定速コンプレッサ１４の
吐出側に作用するのを防止するためのものである。この
ことにより、前述の如くインバータ制御コンプレッサ１
３よりも後に起動される定速コンプレッサ１４の起動時
に余分な負荷が作用して過負荷となるのを防止すること
ができる。本形態では常にインバータ制御コンプレッサ
１３が定速コンプレッサ１４よりも先に起動するような
制御を行うためオイルセパレータ１５側には逆止弁を設
ける必要はない。 【００１５】四方向切換弁２０は当該マルチエアコンの
冷房運転時と暖房運転時とにおける冷媒の流れ方向を切
り換えるためのものである。アキュムレータ２１は冷媒
の気体と液体とを分離するためのものである。冷暖房運
転に伴う所定の熱交換を終了した冷媒は気体と液体が混
合した気液混合状態となっているが、これをそのままコ
ンプレッサ１３、１４に戻した場合、コンプレッサ１
３、１４は冷媒ガスのみならず冷媒液も圧縮することと
なる。かかる液圧縮はコンプレッサ１３、１４にとって
過負荷となり焼付き等の故障の原因となるので避けなけ
ればならない。そこで、アキュムレータ２１は気液混合
状態の冷媒を取り込んで気液分離を行い、冷媒ガスのみ
がコンプレッサ１３、１４に戻るようにしている。膨張
弁２２は直列に接続されたキャピラリ２３及び逆止弁２
４と相互に並列になるように熱交換器１１の近傍で冷媒
配管２に配設してある。膨張弁２２は電気信号によりそ
の開度を調節して冷媒の流量を調節可能な電子膨張弁で
あり、主に暖房運転時に冷媒を流通させ、熱交換器１１
を蒸発器として機能させるためのものである。キャピラ
リ２３及び逆止弁２４は冷房運転時に冷媒を流通させ、
熱交換器１１を凝縮器として機能させるためのものであ
る。なお、暖房時にも膨張弁２２を介して冷媒を流すこ
とができ、この場合にはキャピラリ２３及び逆止弁２４
は必ずしも必要ではない。ところが、膨膨張弁２２を介
して冷媒を流した場合には冷媒の流動音が大きい。そこ
で、膨張弁２２を絞り、キャピラリ２３及び逆止弁２４
を介して冷媒を流通させてこの流動音を低減している。
すなわち、キャピラリ２３及び逆止弁２４は騒音低減効
果をも得るためのものである。同様の機能を有する膨張
弁２５1 、・・・、２５n 、キャピラリ２６1 、・・
・、２６n 及び逆止弁２７1、・・・、２７n は各室内
機３1 〜３n において各熱交換器１２1 〜１２n の近傍
にも設けてある。前述の如きキャピラリ２３及び逆止弁
２４による騒音低減効果は、人が居ることが多い室内に
設置された各室内機３1 〜３n 側において特に有用なも
のとなる。なお、図１中、２８、２９、３０1 ，・・
・，３０n 、３４、３５はキャピラリであり、何れも冷
媒に対する流動抵抗となるよう冷媒配管２の途中に配設
されている。 【００１６】かかるマルチエアコンにおいて冷房運転を
行うときには、四方向切換弁２０の切り換えにより図中
に実線の矢印で示す経路により冷媒を流す。すなわち、
コンプレッサ１３、１４で圧縮された高温・高圧の冷媒
ガスは四方向切換弁２０を通り熱交換器１１に至る。こ
こで冷媒ガスはファンモータ１４で駆動されるファンが
送給する空気と熱交換して冷却され、凝縮して高温の冷
媒液となり、キャピラリ２３、逆止弁２４及び冷媒配管
２を介して各室内機３1 〜３n に至る。この結果冷媒は
各室内機３1 〜３n の膨張弁２５1 〜２５n を通過する
際に膨張し、気液混合状態となって熱交換器１２1 〜１
２n に至り、ファンモータ７1 〜７n で駆動されるファ
ンが送給する空気と熱交換し、温められて蒸発する。こ
こで冷媒は液体と混合状態した状態の冷媒ガスとなり、
四方向切換弁２０を介してアキュムレータ２１に至る。
このアキュムレータ２１で気液分離され冷媒ガスとして
コンプレッサ１３、１４に戻る。このように、冷房運転
においては室外機１側の熱交換器１１が凝縮器として機
能し、室内機３1 〜３n 側の熱交換器１２1 〜１２ n が
蒸発器として機能する。 【００１７】一方、暖房運転を行うときには、四方向切
換弁２０の切り換えにより図中に点線の矢印で示す経路
により冷媒を流す。すなわち、コンプレッサ１３、１４
から吐出された冷媒は四方向切換弁２０、各室内機３1
〜３n 、キャピラリ２６1 〜２６n 、逆止弁２７1 〜２
７n 、膨張弁２２、熱交換器１１、四方向切換弁２０及
びアキュムレータ２１を通ってコンプレッサ１３、１４
に戻る。このとき室内機３1 〜３n 側の熱交換器１２1
〜１２n は凝縮器として機能し、室外機１側の熱交換器
１１は蒸発器として機能する。 【００１８】また、各室内機３1 〜３n が設置された部
屋の室温は、冷暖房時の各室内機３ 1 〜３n 側と室外機
１側との間での通信回線を介した情報の授受により、各
室内機３1 〜３n 側からの要求に応じた空調条件に対応
させて膨張弁２２、２５1 〜２５n の開度を個別に調節
することにより制御する。かかる情報の授受及び制御
は、室外機１及び各室内機３1 〜３n がそれぞれ有する
マイクロ・コンピュータ等の制御部を通じて行う。 【００１９】図２は上記実施の形態に係るマルエアコン
の電動機の制御系を示すブロック線図である。なお、同
図中、室内機は室内機３1 のみを代表して示すが、他の
室内機０３n に関しても同様の構成となっている。図２
に示すように、室外機１側には、熱交換器１１（図１参
照）のファンモータ４及びインバータ５で回転制御され
るコンプレッサ駆動用のコンプレッサモータ６、インバ
ータ５で回転制御されず一定速度でコンプレッサ１４
（図１参照）を駆動するコンプレッサモータ３２及び電
源周波数検出部３３を有しており、室外機３1 側には熱
交換器のファンモータ７1 を有している。ここでインバ
ータ５は、室内機３1 のインバータ要求周波数発生部８
が送出する要求周波数Ａ0 に応じてインバータ周波数決
定部９が決定する周波数の電力をコンプレッサモータ６
に供給するように制御される。すなわち、インバータ周
波数決定部９が決定する周波数で一意に決定される回転
速度でコンプレッサモータ６の駆動を制御するようにな
っている。このときの室内機３1 が送出する要求周波数
Ａ0 はその設定温度等の空調条件に応じて決定され、通
信線を介して室外機１のインバータ周波数決定部８に送
出される。 【００２０】ここで、インバータ周波数決定部９は電源
周波数検出部３３が検出する電源１０の周波数を参照し
ており、電源周波数が５０ヘルツの場合には要求周波数
Ａ0に対応する周波数Ａ1 に補正値αを加算して補正周
波数Ａ1 ’の電力をコンプレッサモータ６に供給する。
したがってこの場合、コンプレッサモータ６は要求周波
数Ａ0 に対応する周波数Ａ1 よりも大きな補正周波数Ａ
1 ’でその回転数を制御される。このときの補正値αは
電源周波数が５０ヘルツになることによりファンモータ
４、７1 の回転数及びインバータ５で回転制御されず一
定速で回転するコンプレッサモータ３２の回転数が６０
ヘルツの場合よりも相対的に低下することに伴う空調能
力の低下を補完し、６０ヘルツの場合と同様の空調能力
を持ち得るような回転数とする。この場合の補正値αは
要求周波数Ａ0 に対応したマップとしてインバータ周波
数決定部９に記憶してある。 【００２１】かかる本形態において、電源周波数検出部
３３で電源１０の周波数が５０ヘルツであることが検出
された場合には、インバータ周波数決定部９で要求周波
数Ａ 0 に対応する周波数Ａ1 に補正値αを加算する。こ
の結果、インバータ周波数決定部９は補正周波数Ａ1 ’
の電力をコンプレッサモータ６に供給するようにインバ
ータ０５を制御する。したがって、コンプレッサモータ
６は補正周波数Ａ1 ’の電力で回転駆動され、ファンモ
ータ４、７1 の回転数の減少及びコンプレッサモータ３
２の駆動時にはこのコンプレッサモータ３２の回転数の
減少を補完して電源周波数が６０ヘルツの場合と同様の
空調能力を発揮させる。 【００２２】なお、上記実施の形態の如くマルチエアコ
ンに限定する必要はない。本願発明は室外機と室内機と
が一対をなす空気調和装置にも良好に適用し得る。ま
た、図２に示すように、電源周波数検出部３３で電源周
波数を検出するように構成しているが、電源周波数は一
般に既知であるため、この電源周波数に応じた周波数を
設定することができる設定スイッチを電源周波数検出部
３３の代わりに設けても良い。この場合にはインバータ
周波数決定部９が設定スイッチに設定された周波数を参
照して要求周波数Ａ0 に対応する周波数Ａ1 若しくは補
正周波数Ａ1 ’を決定する。 【００２３】 【発明の効果】以上実施の形態とともに詳細に説明した
通り、〔請求項１〕及び〔請求項２〕に記載する発明に
よれば、電源周波数が５０ヘルツの場合には、電源周波
数が６０ヘルツの場合と同様の空調能力を発揮するよ
う、コンプレッサ駆動用の電動機を回転することができ
るので、５０ヘルツの場合でも６０ヘルツの場合と同様
の条件で空調を行うことができる。〔請求項３〕に記載
する発明によれば、インバータ制御コンプレッサと定速
コンプレッサとを設けて広い範囲の負荷変動に対処する
ようにしたので、１台のインバータ制御コンプレッサで
これを行う場合に較べ制御系の部品の小形化及び低コス
ト化を図ることができる。また、本願発明の場合には、
定速コンプレッサを運転する定速モータを有しており、
この定速モータの回転数は５０ヘルツの場合が６０ヘル
ツの場合よりも遅くなるため、このままではファンモー
タのみならず当該定速モータによっても冷房能力の低下
を招来するが、本願発明では当該定速モータに起因する
冷房能力の低下も補完して６０ヘルツの場合と同様の運
転を行うことができる。〔請求項４〕に記載する発明に
よれば、多室形空気調和機において、〔請求項１〕〜
〔請求項３〕に記載する発明と同様の効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る空気調和装置を示す
ブロック図。 【図２】上記実施の形態に係る電動機の制御系を示すブ
ロック線図。 【図３】マルエアコンシステムを概念的に示す説明図。 【図４】従来技術に係るマルチエアコンシステムの電動
機の制御系を示すブロック線図。 【符号の説明】 １ 室外機 ２ 冷媒配管 ３1 〜３n 室内機 ４ ファンモータ ５ インバータ ６ コンプレッサモータ ７ ファンモータ ８ インバータ要求周波数発生部 ９ インバータ周波数決定部
１１ 熱交換器 １２1 〜１２n 熱交換器 １３ インバータ制御コンプレッサ １４ 定速コンプレッサ ３２ コンプレッサモータ ３３ 電源周波数検出部
ブロック図。 【図２】上記実施の形態に係る電動機の制御系を示すブ
ロック線図。 【図３】マルエアコンシステムを概念的に示す説明図。 【図４】従来技術に係るマルチエアコンシステムの電動
機の制御系を示すブロック線図。 【符号の説明】 １ 室外機 ２ 冷媒配管 ３1 〜３n 室内機 ４ ファンモータ ５ インバータ ６ コンプレッサモータ ７ ファンモータ ８ インバータ要求周波数発生部 ９ インバータ周波数決定部
１１ 熱交換器 １２1 〜１２n 熱交換器 １３ インバータ制御コンプレッサ １４ 定速コンプレッサ ３２ コンプレッサモータ ３３ 電源周波数検出部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 五十住 晋一
愛知県西春日井郡西枇杷島町字旭町３丁目
１番地 三菱重工業株式会社エアコン製作
所内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 インバータによりコンプレッサ駆動用の
電動機を制御するように構成したインバータを有する空
気調和装置において、 電源周波数を検出し、検出した電源周波数が５０ヘルツ
の場合には、電源周波数が６０ヘルツの場合と同様の空
調能力を発揮するよう、コンプレッサ駆動用の電動機が
回転するようにインバータで当該電動機を制御するよう
にしたことを特徴とするインバータを有する空気調和装
置。 【請求項２】 インバータによりコンプレッサ駆動用の
電動機を制御するように構成したインバータを有する空
気調和装置において、 電源周波数に応じた周波数を設定するための設定スイッ
チを有し、この設定スイッチに設定された電源周波数が
５０ヘルツの場合には、電源周波数が６０ヘルツの場合
と同様の空調能力を発揮するよう、コンプレッサ駆動用
の電動機が回転するようにインバータで当該電動機を制
御するようにしたことを特徴とするインバータを有する
空気調和装置。 【請求項３】 〔請求項１〕又は〔請求項２〕に記載す
るインバータを有する空気調和装置は、インバータ制御
の電動機で駆動するインバータ制御コンプレッサとイン
バータ制御を行わない一定回転の電動機で駆動する定速
コンプレッサとを有しており、先ずインバータ制御コン
プレッサを駆動して低負荷に対応し、負荷の増大に伴い
インバータ制御コンプレッサの出力が最大になった時点
でこのインバータ制御コンプレッサの出力を零若しくは
その近傍として定速コンプレッサを駆動し、その後の負
荷の増大に対応してインバータ制御コンプレッサの出力
を増大させるようにしたものであることを特徴とするイ
ンバータを有する空気調和装置。 【請求項４】 〔請求項３〕に記載するインバータを有
する空気調和装置は、一台の室外機で複数台の室内機を
個々に制御する多室形空気調和機であることを特徴とす
るインバータを有する空気調和装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9265634A JPH11101516A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | インバータを有する空気調和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9265634A JPH11101516A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | インバータを有する空気調和装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11101516A true JPH11101516A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17419869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9265634A Withdrawn JPH11101516A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | インバータを有する空気調和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11101516A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010009757A (ko) * | 1999-07-13 | 2001-02-05 | 구자홍 | 인버터 공기조화기의 보호제어방법 및 장치 |
| US6730183B2 (en) | 1999-12-20 | 2004-05-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Laminated ceramic electronic components and manufacturing method therefor |
| KR100765167B1 (ko) | 2006-08-31 | 2007-10-12 | 삼성전자주식회사 | 공기조화기의 팬 모터 제어방법 |
| WO2009087277A1 (en) * | 2008-01-09 | 2009-07-16 | Wärtsilä Finland Oy | Apparatus, system and method for electric power supply |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP9265634A patent/JPH11101516A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010009757A (ko) * | 1999-07-13 | 2001-02-05 | 구자홍 | 인버터 공기조화기의 보호제어방법 및 장치 |
| US6730183B2 (en) | 1999-12-20 | 2004-05-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Laminated ceramic electronic components and manufacturing method therefor |
| KR100765167B1 (ko) | 2006-08-31 | 2007-10-12 | 삼성전자주식회사 | 공기조화기의 팬 모터 제어방법 |
| WO2009087277A1 (en) * | 2008-01-09 | 2009-07-16 | Wärtsilä Finland Oy | Apparatus, system and method for electric power supply |
| US8310794B2 (en) | 2008-01-09 | 2012-11-13 | Wartsila Finland Oy | Apparatus, system and method for electric power supply |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041207 |