JPS589728Y2 - パツケ−ジエアコンの容量制御回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はパッケージエアコンの圧縮機の容量制御回路
に関し、特に空調すべき空間の温度に応じて送風量を調
節してこの空間の温度を所定の温度に維持する空調方式
、すなわち一般に可変風量方式（以下ＶＡＶ方式という
）と称せられる空調方式に用いるパッケージエアコンの
圧縮機の容量制御回路に関するものである。

第１図はＶＡＶ方式とパッケージエアコンとを組合せた
空調方式の系統の一例を示す略断面図で、図において１
Ａは空調空間、２Ａはパッケージエアコンで圧縮器２ａ
、熱交換器２ｂ、ファン２０等を有し、室外に装備する
機器は図面に示してない。

３Ａはダクト、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ，４Ｄはダクト３Ａに
設けられたＶＡＶユニット、５ Ａ、５ Ｂ 、５ Ｃ
，５ＤはＶＡＶユニット４Ａ、４Ｂ、４Ｃ，４Ｄにそれ
ぞれ対応して設けられたサーモスタットである。

いまパッケージエアコン２Ａが冷房運転を行なっている
ものとすれば゛、ファン２Ｃから送出された冷風はダク
）３Ａを通って各ＶＡＶユニット４Ａ〜４Ｄから吹出さ
れて空調空間１Ａが冷房される。

ここで、ＶＡＶユニツ）４Ａから吐出される風量をＱ、
、サーモスタツ）５Ａの設定温度をＴ８、サーモスタッ
ト５Ａの周囲温度をＴａとするとＶＡＶユニット４Ａは
ほぼＱ、＝ （Ｔ、−Ｔ８） Ｇとするように風量Ｑａ
を制御する。

ここにＧは比例常数である。

但しＴａ二Ｔ８となった時にＱａ二〇とする制御方法（
以下第１の方法という）とＴａ＝Ｔ、のときＱａを最大
風量の３０〜４０％程度に維持する制御方法（以下第２
の方法という）とが実際には用いられている。

Ｑａ−＝：Ｏにすると温度分布の不均一、換気量の減少
等が発生するためＴａ二Ｔ５となってもＱ８−０とはし
ない第２の方法が用いられるのである。

ところで、上記第１の方法によるとＶＡＶユニツ）４Ａ
〜４Ｄが全閉となると、総風量Ｑが０になるため、熱交
換器２ｂの温度が低下して着霜現象が生したりパッケー
ジエアコンの冷媒回路に悪影響を与えるおそれがある。

また第２の方法の場合に各ＶＡＶユニットの風量が最大
時の３０％程度に減少されても、パッケージエアコンの
給気温度が最大風量時の値より低下するため冷房能力は
あまり低下せず、Ｔ８がＴ５より低下してしまってＴａ
＝Ｔ、の制御ができなくなるおそれがある。

この考案は上述の欠点を除去することを目的とし、この
目的を達成するためこの考案ではパッケージエアコンの
給気温度を検出する給気温度検出回路を備えて、この検
出回路の出力に対応して複数台の圧縮機の容量制御を行
なっている。

第２図は圧縮機の運転台数を変化した場合の総風量と給
気温度との関係を示すグラフであって、以下の説明の便
宜上第１図２ａに示す圧縮機は４台の圧縮機を含み別々
に運転制御ができるものとする。

第２図から明らかなように総風量が小となって給気温度
が低下すると運転する圧縮機の台数を減少してこれを調
節することができる。

第３図はこの考案の一実施例を示すブロック線図で゛あ
って、図において点線で囲んだブロック６０は給気温度
検出回路を示しｅは直流電源、１は抵抗、２はサーミス
タ等の温度検出素子で給気温度検出回路６０の出力は抵
抗１と素子２との接続点から取り出される。

７０はパルス発生回路で設定値制御回路を含み給気温度
検出回路６０の出力を人力してその出力が第１の設定値
より大きくなると第１の出力端子Ｑ１からパルスを出力
しまたその出力が第２の設定値より小さくなると第２の
出力端子■２からパルスを出力する。

この第１の出力端子はオアゲート３６の一方の入力端子
に接続される。

３７はアップダウンカウンタで゛そのアップカウントパ
ルス入力端子ＴＵにはオアゲート３６の出力端子が接続
されそのダウンカウントパルス入力端子ＴＤにはパルス
発生回路７０の第２の出力端子′■２が接続される。

３８はデ゛コーダでアップダウンカウンタ３７の並列出
力端子Ａ、Ｂ、Ｃがテ゛コーダ３８の対応する入力端子
に接続される。

図に示す例ではアップダウンカウンタ３７は２進３ビツ
トのカウンタでその計数内容は０〜７に変化することが
できるが、デコーダ３８ではそのうちＯ〜４の計数内容
を示すり。

、 ＤＩ、 Ｄ２． Ｄ３． Ｄ４の出力だけを選出す
る。

４７，４９．５１はそれぞれオアゲート、４８，５０，
５２．５３はそれぞれバッファトライバ、５４，５５，
５６．５７はそれぞれリレーコイルを示す。

デ゛コーダ３８の出力Ｄｏ、 ＤＬ Ｄ２． Ｄ３．
Ｄ４はまたパルス発生回路７０内の設定値制御回路に入
力される。

３０はクロックパルス発生器で所定の周波数のクロック
パルスを発生し、点線で囲んだブロック８０は起動制御
を行なうパルスゲート回路で゛あって２５はＳＲフリッ
プフロップ、２６はコンデンサ、２７は抵抗、２８はカ
ウンタ、２９はアンドゲートであり、アンドゲート２９
の出力端子はオアゲート３６の他方の入力端子に接続さ
れる。

３３はオアゲートで点線で囲んだブロック９０はパルス
発生回路７０の動作を制御するタイマ回路で゛、３１は
ＳＲフリップフロップカウンタで、オアゲート３３の入
力端子にはオアゲー１３６の出力端子とパルス発生回路
７０の第２の出力端子■２が接続され、オアゲート３３
の出力端子はフリップフロップ３１のセラ１〜端子Ｓに
接続される。

第４図はパルス発生回路７０の一例を示す回路図であっ
て、３は増幅器、４，１５はそれぞれ比較器、５、６，
７，８，９，１６，１７，１８，１９．２０はそれぞれ
抵抗、１０。

１１ 、１２，１３，２１ 、２２，２３．２４はそれ
ぞれトランジスタ、１４はオープンコレクタのバッファ
アンプ、３４．３５はそれぞれ微分回路、３９，４０，
４１ 、４２，４３，４４，４５．４６はそれぞれイン
バータであり、これらインバータとその出力によって制
御されるトランジスタを含めた部分はこの明細書でいう
設定値制御回路を構成する。

第５図は増幅器３の入出力特性を示すグラフ、第６図は
第３図に示す装置の動作の一例を示す動作タイムチャー
ト、第７図は圧縮機の電気回路を示す回路図、第８図は
この考案による圧縮機の容量制御を示すグラフである。

以下第３図乃至第８図についてこの考案の回路の動作を
説明する。

第７図において５８は交流電源、５９は圧縮機に対する
電源スィッチ、５４ａ〜５７ａは第３図に示すリレーコ
イル５４〜５７の付勢によって接触する接点、２ａ１〜
２ａ４はそれぞれ圧縮機である。

電源スィッチ５９を投入するとこれに同期してパルスゲ
ート回路８０のｅ点に直流電圧が加えられ、フリップフ
ロップ２５のセット端子Ｓにコンデンサ２６と抵抗２７
で微分されたパルスが加わってフリップフロップ２５を
セットする。

（第６図ｔ１）。

フリップフロップ２５がセットされるとクロックパルス
発生器３０からのパルスはアンドゲート２９オアゲート
３６を経てアップダウンカウンタ３７の端子ＴＵに入力
される。

カウンタ２８はフリップフロップ２５がセットされたと
きそのＦ端子からの出力でリセットされこの点を起点と
してクロックパルス発生器３０の出力パルスを計数し所
定計数値に達するとその直列出力端子■からパルスを出
力しフリップフロップ る（第６図ｔ４）。

この間にアップダウンカウンタ３７の計数内容はＯから
順次１，２，３．４となり、テ゛コーダ３８のり．、
Ｄ２， Ｄ３， Ｄ４出力端子に順次出力が発生する。

第６図にはり．、 Ｄ２， Ｄ３， Ｄ４の出力が負極
性パルスである例を示している。

Ｄｌに出力があるときはオアゲート４７、バッファトラ
イバ４８を介してリレーコイル５４が付勢され、接点５
４ａ（第７図）が閉接して圧縮機２ａｌが運転され、Ｄ
２に出力があるときはオアゲート４７とオアゲート４９
を経てリレーコイル４８と５０とが付勢され圧縮機２ａ
ｌと２ａ２か゛運転され、Ｄ３に出力があるときはオア
ゲー） ４７，４９．５１を経てリレーコイル４８。

５０ 、 ５２が付勢され圧縮機２ａｌ，２ａ２，２ａ
３が運転され、同様にしてＤ４に出力があるときは圧縮
機２ ａ １，２ ａ ２，２ ａ ３，２ ａ ４の
４台が運転される。

一方アンドゲート２９、オアゲート３６を通過したパル
スはオアゲート３３を通過してフリップフロップ３１を
セットする。

フリップフロップ力はＦ端子からパルス発生回路７０に
加えられその動作を停止させる。

カウンタ３２のリセット端子Ｒにはフリップフロップ３
１の端子Ｆの出力が加えられるのでフリップフロップ３
１がセットされる時点でカウンタ３２はリセットされそ
の時点を起点としてクロックパルス発生器からのパルス
を計数し所定数計数（第６図にＴｉで示す）後その直列
出力端子■からパルスを出力してフリップフロップ３１
をリセットする。

（第６図ｔ５点）フリップフロップ３１がリセットされ
るとパルス発生回路７０は動作可能な状態となる。

この時点では圧縮機は４容共運転中であり、その給気温
度と総風量との関係はたとえば第８図イ点にある。

次に第４図を参照してフリップフロップ３１がセットさ
れている状態ではバッファアンプ１４のため比較器４と
１５の非反転入力端子の電圧が共に高電位に保たれてい
るが、フリップフロップ３１がリセットされＤ４に出力
がある状態ではインバータ４６を介してトランジスタ２
４がオン状態となり比較器１５の非反転入力端子の電圧
は抵抗１６と抵抗２０の分圧比で定まる値となる。

この値が第８図ＴＤ４に相当するものとする。

増幅器３の入出力特性は給気温度検出回路の特性をも含
めて第５図のように設定されているので、給気温度が下
ると出力端子■１の電圧は上昇する。

たとえば第６図において時刻ｔ５以後ＶＡＶ４Ａ〜４Ｄ
がしまって総風量Ｑが減少してゆき、時刻ｔ６で給気温
度がＴＤ４に達すると増幅器３の出力端子■１の電位が
比較器１５の非反転入力端子の電圧をわずかに越えて、
比較器１５の出力端子は高電位から低電位へ反転する。

微分回路３４．３５は共に入力が高電位から低電位へ反
転したときだけパルス出力を出すように設計されている
ので、比較器１５の出力端子が高電位から低電位になる
と微分回路３５からパルスが出力しアップダウンカウン
タ３７のダウンカウントパルス入力端子ＴＤに加えられ
て計数を１だけ減少させしたがってテ′コーダ３８はＤ
３が信号を出力する。

これに応じ圧縮機２ａ４は運転を停止する。

これと同時にオアゲ− ） ３３ ヲ通ったパルスでフ
リップフロップ３１をセットしバッファアンプ１４によ
ってパルス発生回路７０をＴｉ時間動作不能状態に保つ
。

第６図ｔ７点でフリップフロップ３１はリセットされ、
Ｄ３の信号によりトランジスタ１２．２３が導通状態に
あり、比較器４の非反転入力端子の電圧は第８図ＴＵ４
に相当する点に、比較回路１５の非反転入力端子の電圧
は第８図ＴＤ３に相当する点にそれぞれ設定され、また
動作点は第８図の白点に移される。

次に時刻ｔ７からさらに空調負荷が減少してＶＡＶ４Ａ
〜４Ｄがしまって総風量Ｑが減少してゆき、時刻ｔ８で
給気温度がＴＤ３に達すると増幅器３の出力Ｑ１の電位
が比較器１５の非反転入力端子の電圧をわずかに越えて
比較器の出力端子は高電位から低電位へ反転する。

その結果上述と同様の動作で、時刻ｔ８で圧縮機２ａ３
が動作を停止し、フリップフロップ３１がセットされ、
時刻ｔ９でリセットされてテ゛コーダはＤ２に信号を出
力し、トランジスタ１１．２２が導通状態となって、比
較器４の動作温度は第８図Ｔ’０３点に比較器１５の動
作温度はＴＤ２点に設定され、動作点は第８図上のハ点
に移る。

次に時刻ｔ９から空調負荷が増大しＶＡＶ４Ａ〜４Ｄが
開いて総風量Ｑが増大してゆき、時刻ｔｌ。

で給気温度がＴ。

３に達すると増幅器３の出力端子■２め電位が比較器４
の非反転入力端子の電位をわずかに越えて比較器４の出
力端子は高電位から低電位へ反転する。

その結果微分回路３４からパルスが出力されてオアゲー
ト３６からアップダウンカウンタ３７のアップカウント
パルス入力端子ＴＵに入力されテ゛コーダ３８ではＤ３
だけが信号を出力し圧縮機２ａ３は再び運転される。

同時にフッツブフロップ３１がセットされて上述と同様
の動作で時刻１１１でリセットされ比較器４の動作温度
はＴＵ４に比較器１５の動作温度はＴＤ３に設定されて
その動作点は第８図上の白点に移る。

以下同様な動作を繰り返して空調負荷と圧縮機の運転台
数とがバランスするように動作する。

なおタイマ回路９０によって時間Ｔｉの間パルス発生回
路７０を動作不能状態にしておくのは、圧縮機容量が変
化した場合給気温度が定常状態に達するまでに遅れ時間
があるため、この遅れ時間内の過渡的な状態においてパ
ルス発生回路７０を動作不能状態にしておくのは、圧縮
機容量が変化した場合給気温度が定常状態に達するまで
に遅れ時間があるため、この遅れ時間内の過渡的な状態
においてパルス発生回路７０を動作させない為であり、
Ｔｉは１０分乃至２０分程度に設計する。

一般に圧縮機の起動には定常運転時の５〜１０倍程度の
起動電流が流れるので、複数台の圧縮機を用いた場合に
はこれらの圧縮機を順次起動させて給電設備の容量軽減
をはかつている。

第３図に示すこの考案の実施例でもアンドゲート２９を
通過してアップダウンカウンタ３７のアップカウントパ
ルス入力端子ＴＵに加えられるクロックパルスの周期を
適当に選ぶことによって、順次起動を行なうことができ
る。

但しこの考案の装置において複数個の圧縮機２ａをどの
ような方法で起動してもよいことは申すまで゛もない。

以上を要約すると、この考案の回路ではアップダウンカ
ウンタ３７の計数内容の数値の示す個数の圧縮器だけが
同時に運転され、そのとき給気温度検出回路６０の出力
が第１の設定値より大きくなるとアップダウンカウンタ
３７の計数内容には数値１が加えられ、従って同時に運
転される圧縮器が１台増加し、給気温度検出回路の出力
が第２の設定値より小さくなるとアップダウンカウンタ
３７の計数内容から数値１が減ぜられ、従って同時に運
転される圧縮器が１台減少する。

但し現在運転中の圧縮器の台数、すなわちアップダウン
カウンタ３７の計数内容の数値に応じて上記第１及び第
２の設定値が変更され、アップダウンカウンタ３７の計
数内容が減少するに従って第１及び第２の設定値を共に
増加する。

なお、過渡的な状態においてアップダウンカウンタ３７
への入力パルスを発生することのないようにタイマ回路
９０が設けられている。

以上のようにこの考案の制御回路を用いればパッケージ
エアコンとＶＡＶ方式とを組合せた空調方式において、
空調空間の冷えすぎや、パッケージエアコンの熱交換器
の着霜等も生じることなく良好な運転が可能となる。

また第３図の実施例におけるように運転開始時には圧縮
機容量を常に１００％にして運転するので所要の温度に
到達するに必要な時間を短縮することができるという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はＶＡＶ方式とパッケージエアコンとを組合せた
空調方式の系統の一例を示す略断面図、第２図は圧縮機
の運転台数を変化した場合の総風量と給気温度の関係を
示すグラフ、第３図はこの考案の一実施例を示すブロッ
ク線図、第４図はパルス発生回路の一例を示す回路図、
第５図は給気温度検出回路の出力を増幅する増幅器の入
出力特性を示すグラフ、第６図は第３図に示す装置の動
作の一例を示す動作タイムチャート、第７図は圧縮機の
電気回路を示す回路図、第８図はこの考案による圧縮機
の容量制御を示すグラフである。 図において ２Ａはパッケージエアコン、３Ａはダクト
、４Ａ〜４ＤはＶＡＶユニット、５Ａ〜５Ｄはサーモス
タット、２ ａ １．２ ａ ２，２ ａ ３，２ ａ
４はそれぞれ圧縮機、２は温度検出素子、３は増幅器
、４，１５はそれぞれ比較器、２５．３１はそれぞれフ
リップフロップ、２８．３２はそれぞれカウンタ、３０
はクロックパルス発生器、３７はアップダウンカウンタ
、３８はデコーダ、５４，５５，５６．５７はそれぞれ
リレー、６０は給気温度検出回路、７０はパルス発生回
路（設定値制御回路を含む）、８０はパルスゲート回路
、９０はタイマ回路である。 なお各図中同一符号は同−又は相当部分を示すものとす
る。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）パッケージエアコンの負荷容量に応じてその複数
   個の圧縮器のそれぞれの運転を制御して圧縮器の容量制
   御を行なうパッケージエアコンの容量制御回路において
   、上記パッケージエアコンの起動時上記複数個の圧縮器
   を所定のプログラムにより運転制御する起動制御装置と
   、給気温度を検出する給気温度検出回路と、この給気温
   度検出回路の出力を入力してその出力が第１の設定値よ
   り大きくなると第１の出力端子からパルスを出力し上記
   給気温度検出回路の出力が第２の設定値より小さくなる
   と第２の出力端子からパルスを出力するパルス発生回路
   と、このパルス発生回路の上記第１の出力端子がアップ
   カウントパルス入力端子に接続され上記第２の出力端子
   がダウンカウントパルス入力端子に接続されるアップダ
   ウンカウンタと、このアップダウンカウンタの計数内容
   に対応して上記第１及び第２の設定値をそれぞれ設定し
   上記計数内容の数値が減少するに従って上記第１及び第
   ２の設定値を共に増加する設定値制御回路と、上記アッ
   プダウンカウンタの上記アップカウントパルス入力端子
   又は上記ダウンカウント入力端子にパルスが入力された
   時点から所定時間の間上記パルス発生回路の動作を不能
   にするタイマ回路と、上記アップダウンカウンタの計数
   内容に対応して上記複数個の圧縮器のそれぞれの運転を
   制御し上記計数内容の数値の示す個数の圧縮器だけを同
   時に運転する運転制御装置とを備えたことを特徴とする
   パッケージエアコンの容量制御回路。
2. （２）起動制御装置は上記パッケージエアコンに対する
   電源投入時から所定数のパルスを上記アップダウンカウ
   ンタのアップカウントパルス入力端子に入力するパルス
   ゲート回路を備えたことを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第１項記載のパッケージエアコンの容量制御回路
   。