JPS59200146A - 空気調和機の能力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

空気調和機に係り、詳しくは圧縮機の能力を制御するこ
とによって一空調対象域の基準温度例えば吹出空気温度
をある温度範囲内に維持するようにした能力制御装置に
関する。 容量制御機能を有する圧縮機を複数台備え、容量制御す
ることで吹出空気温度をある温度範囲に制御しようとす
る空気調和機として２１００％能力−５０％能カー○％
能力の容量制御車圧縮機を２台搭載し、こｎ、　２温度
調節器によりロード運転。 アンロード運転に切換えで能力制御を行なうものが特開
昭５’７−２８９４２号公報等によって提案は旧、てい
るが、制御温度範囲をある程度広くとったような場合で
は、第４図に示す如く一段階的に能力制御するとこの制
御温度範囲内に複数のステップが運転可能領域として含
まｎるようＫなる。 前述した従来の空気調和機では全てのステップを用いて
順番にステップを切り換えたり−あるいはそのうちの幾
つの）のステップを選定して−このステップのなの）で
切り換えを行なうようにしていた。 ところで圧縮機の能力ステップ［ｉするエネルギー有効
比（ＥＥＲ）の比較値に下記第１表の通りとなり−ステ
ップ３．５に比べてステップ１゜２．４が悪くことが明
らかにさｎている。 第１表 ステップム０　　圧縮機の能力（％）　　　　、ＥＥＲ
ｌ　　　　　１００　＋ｌｏｏ　　　１．００２　　　
　５０　＋１００　　　：Ｌ、１０３　　　　５０＋５
０　　　１．２０ ４　　　　１００十０　　　１．００ ５　　　　５０＋０　　１．２０ ６　　　　　　ｏ＋ｏ　　　　− このＥＥＲ値υ）らすｎば明らＶ）なように、順番にス
テップを切換える制御を行なったのでは、ＥＥＲの低い
ステップも使用されることになり、無駄なエネルギーを
消費し運転経済性をそこなうことが十分考えらｎる。 つ）かる不利を解消するために、予じめ圧縮機ステップ
を選定する場合にＥＥＲの高いもの′ｆｆ：選定しこｎ
たけを利用することが可能であるが、各ステップ間の吹
出空気温度差が空気調、ｆＯ機の使用条件によって太さ
〈異なるためＫ　Ｅ　Ｅ　Ｒの高いステップだけを選定
して使用することは実質的に困難−″であって、吹出空
気温度を設定温度範囲内に安定保持することが不可能で
ある。 たのに鑑みで、本発明はその改善をはかるべく成さＴ１
．たものであって、ステップ制御中に急な負荷変動等が
生じて直ちに元に戻す能力制御を必要とするごとき不正
常のときのみ、適合した能力を待つがＥＥＲは低い調整
能力を使用し、通常のステップ制御はＥＥｉＲの高い標
準能力で行なわせることによって、安定した温度制御を
低うンニンク゛フスト下において果させることを目的と
する０そのために本発明は、接散の標準能力と−この標
準能力に比しエネルギー有効比（ＥＥＲ）が低い調整能
力とによる多段能力制御が可能な圧縮機を備えた空気調
和機において一第２図に示す如く空調対象域の基準温度
を検出し、この検出温度が設定温度帯域内にあるときは
ホールド信号を、設定湿度帯域外にあるときはその温度
条件によってロード信号あるいはアンロード信号を夫々
発する温度調節手段（３）と、所定時＠を周期として信
号を発信するタイマー回路（２）と、このタイマー回路
（２）の信号の発信に応動して、前記温度調節手段（３
］が発信する信号な判断する負荷判定手段（４）と、−
この−負荷判定手段（４）が現に発信した現在負荷信号
及び前回の信号発信時に判断した前回負荷信号の２信号
７Ｊ）ら決定される能力制御指令を出力する能力制御手
段（５）とを備え、この能力制御手段（５）は、現在負
荷信号がホールド信号であれば現に運転中の標準能力又
は調整能力を保持する能力制御指令を発し、また、現に
標準能力によって運転しているときに、現在負荷信号が
前回負荷信号と同種の信号であわば、最も近い標準能力
に逓増あるいは逓減する能力制御指令を発し、現在負荷
信号が前回負荷信号とは反対の元に戻させる異種の信号
であれば、標準能力と調整能力との如何にかっ）わらず
最も近くて対応する万の能力に反転する能力制御指令を
発し、さらに、現Ｋｉｍ整能力によって運転していると
きに、現在負荷信号がロード信号であれば最も近く高い
方の標準能力に、アンロード信号であれば最も近く低い
方の標準能力に切り換える能力制御指令を発するよう形
成したものであって〜逓増あるいは逓減させる能力制御
は標準能力群によって行なわせ、その途中で能力を反対
に減少あるいは増卯させたいときにのみ一適応した能力
でにあるがＥＥＲの低い調整能力を使用可能とする制御
が自動的ＶＣ，成さｎることにより、ここに所期の目的
を達成することが可能となる。 以下、本発明の１失態例について添付図面を参照しなが
ら詳細に説明する。 第１図は本発明のｌ実施例に係る冷暖房機の冷凍回路図
であって、この冷暖房機は案内ユニット（工、　Ｕ）　
（！：　Ｎ　外ユニット（０，Ｕｌと７ｐらなる分離構
造である。 室内ユニット（工、ｔＪ）には圧縮機を構成する２台の
圧縮機要素（ＩＡ）、　（ＩＥ）それぞれに対して冷凍
回路が設けらｎ、−圧縮機要素（ＩＡ）に対しては四路
切換弁（９Ａ）と−アキュムレータ（ＩＯＡ）と−受液
器（１４Ａ）と、逆止弁（１６Ａ）を並列に備えた冷房
用膨張弁（１５Ａ）と、室内コイル（１７Ａ）とを組み
合わせ７おり、圧縮機要素ｕＢ）Ｋ対しては一四路切換
升（９Ｂ＋と、アキュムレータ＋ｌ０ＥＩと、受液器（
１４Ｂ）と、逆止弁（１６Ｂ）？ｒ並列に備えた冷房用
膨張弁（１５Ｂ）と、室内コイル（１７Ｂ１とを組み合
わせている。 室内フィル［１７Ａ）、　（１７Ｂ）　ｌ”ｌ：案内フ
ァン（２０）が起生する空気流束中に前後に配置せしめ
ている。 圧縮機要素（ＬＡ）、　（ＩＢ）は段階的に圧縮容量を
制御し得る容量制御型であって、１００％能力→５０％
能力→０％能力の３段階に制御可能な圧縮機を２台便用
して前記第１表に示す如−き第１ステンブ乃至第６ステ
ツプの６段階の能力を圧縮機全体として出力し得るよう
形成していて、そして第１゜第３．第５の奇数ステップ
を標準能力と定める一万一第２．第４の偶数ステップを
積車能力に比しＥＥＲの低い調整能力ＶＣ定めている。 次［呈外ユニツ）［０，Ｕｌは圧縮機要素（ＩＡ）に対
しては、室外コイル（ＩＩＡ）と、逆止弁（１３Ａ）を
並列に備えた暖房用膨張−Ｍ−（１２Ａ）と、ファン（
１９Ａ］とを有し、′ｆ：た、圧縮機要素（ＩＢ）に対
しては室外コイル（１１Ｂ）と〜逆止ｆ　（１３Ｂ）を
並列に備えた暖　　　　□゛房用膨張升（１２Ｂ）とフ
ァン（１９Ｅ）とを有して−そｎぞｎの系統を液管及び
ガス管によって案内ユニット（工、Ｕ］の対応する系統
に接続することにより、２経路の可逆冷凍サイクルが構
成さｎる。 力）クシて冷房運転時に第１図において冷媒が実線矢示
方向に流通して、室外コイル（ＩＩＡ）、　（ＩＩＢ）
が凝縮器として、室内コイル（１７Ａ１．　（１７Ｂｌ
が蒸発器として夫々作用し、暖房運転時は冷媒が破線矢
示方向に流通して、室外コイル（ＩＩＡ）、　（ＩＩＢ
）が蒸発器として、室内コイル（１７Ａ）、　（１７Ｂ
）が凝縮器として夫々作用するものである。 前述した６段階の能力制御を行なうための装置は第２図
にブロック示した通りであるが、空調対象域の基準温度
−例えば吹出空気温度を検出して負荷に応じた信号を発
信する温度調節手段（温度調節器と称す）（３１，タイ
マー回路（２）、負荷判定手段（４）及び能力制御手段
（５）から構成されている。 温度調節器（３）は冷房運転の場合を例にとると、下限
を２０℃、上限を２３℃とした３℃の帯域を有する設定
温度域を持っていて、こｎと吹出空気温度とを比較する
ことにより、この吹出空気温度が設定温度域内に存する
ときにはホールド信号を、設定温度域、外で上限の２３
℃より高い条件ではロード信号を、また下限の２０℃よ
り低い条件ではアンロード信号を夫々発するようＶＣな
っている。 次にタイマー回路（２ｉは始動指令を受けると同時に所
定時限例えば３分を周期としてパルス信号を繰り返し発
信する繰り返しタイマーであって、シーケンサにひろく
用いらｎるクロックパルス回路がこれに該当する。 負荷判定手段＋４１は、温度調節器（３）からの信号を
常時受けていて、タイマー回路＋２１力しくルス信号を
発信りにと舌に、その時点での温度調節器（３］の発信
々号を書き込んで、ロード信号、アンローＶ信号、ホー
ルド信号のいずｎかを判断し記憶するようになって贋る
。 能力制御手段（５）は、タイマー回路（２１からパルス
信号が３分毎に出さｎる度に−そのとさの負荷判定手段
＋４］が判断した現在費荷信号と、そｎよりも３分以前
に前回パルス信号が出さｎたとさに判断記憶した前回負
荷信号の２つの信号から決定される能力制御指令を発し
て圧ａ機要素（ＩＡ］ｊ（ＩＢ）のアンローダ機構を作
動させる制御系に出力するようになっている。 そ肌等各要素（２］〜（５］力）らなる制御装置による
能力制御の作動態様は第３図のフローチャートによって
後に後述するが一逓増あるいは逓減の能力制御を標準能
力力）らの選択により行なっているときに負荷が急変す
るなどして所定周期後直ちに反対に能力低下あるいは能
力上昇の必要が生じた場合に限って、標準能力、調整能
力の別を問わず現運転能力に最も近くて対応する方のス
テップ能力への切り換えを行なわせる運転態様に特徴が
存するものである。 次に冷房運転を例に挙げてその作動態様を第１図乃至第
３図にもとづいて説明する。 温調スイッテを投入（イ）し運転開始すると一始動の際
は第１ステツプ（第１表参照）の最大能力を選定（口〕
して起動を行なわせる。 運転開始後３分経過してタイマー回路＋２１１Ｊｌらノ
くルス信号（サンプリング信号）が発信レタされると、
負荷判定手段（４）がこのとさの温度調節器（３）の信
号全判断・記憶に）〕する（この信号は前回負荷信号と
して記憶さｎる）。 この判断した信号がホールド信号であ乙ば、能力制御手
段（５）に対して最大能力の選定

【口】を保持せしめ、
次の３分サンプリングに備えさせる。 一方、ロード信号でろｎば能力制御手段（５］を体〕以
降の容量逓増ライン側に作動させ、アンロード信号であ
れば（う）以降の容量逓減ラインｆＡＩ＋に作動させる
。 そのうちのロード信号については、停止状態Ｖ）らでは
第５ステツプに１段逓増さｔ由−（ト）、運転状態つ）
らでは第１．第３．第５ステツプの標準能力のな′ｆＪ
）の）ら１段逓増させ（ホ））−（１力るための能力制
御指令を能力制御手段（５］力）ら発せしめて、この対
応する能力で圧縮機（１）を運転する。 前回のサンプリング（ハ）後３分経過してタイマー回路
（２）からサンプリング信号が発信されるヌノと２負荷
判定手段＋４１がこのときの温度調節器（３）の信号　
　　ｊを判断・記憶−する一方、能力制御手段（６）は
湿度調節器Ｃ３１が判断・記憶−した信号（現在負荷信
号）の種別によって、こ乙がホールド信号であｎば現に
運転中の標準能力を保持する能力制御指令を発し、−万
、ロード信号であ肌ば第１．第３．第５ステツプの標準
能力のなか１Ｊλら１段逓増させる能力制御指令を発し
〔ヲ〕−（至）】−また、アンロード信号であｎば現に
運転中の能力が第１ステツプ又は第３ステツプであｎば
最も近くて低い第２ステツプ又は第４ステツプに１段低
下させる能力制御指令を発する（ヨＪ０ ここで第２ステツプ又は第４ステツプはＥＥＥの低い調
整能力として選定したステップであＶ。 従って、現在負荷信号が前回負荷信号（ロード信号）と
は反対の元に戻させる異種の信号（アンロード信号）で
あわば、標準能力と調整能力との如何に７７１つ１ねり
なく最も近くて低い方の能力に低下させるように能力制
御が成さｎる。な′Ｐ３．今までの現在負荷信号は前回
負荷信号に変る。 そして次にサンプリング信号が３分経過により発信汐】
さ２］、ると、負荷判定手段（４）はこのときの温度調
節器（３）の信号全判断・記憶する（Ｌ−３−万一能力
制御手段（６１はこの判断・記憶した［Ｌ−１信号（現
在負荷信号）の種別により、こｎがホールド信号であｎ
ば現に運転中の調整能力を保持する能力制御指令ケ発し
、一方、ロード信号であｎば最も近くて高い万の標準能
力に１段増大させる能力制御指令を発しく′／］−また
、アンロード信号であｎは最も近くて低い方の標準能力
１ｃ１段低下はせる能力制御指令を発するυ〕＝（す］
。 このように−現に調整能力によって運転しているときに
、現在負荷信号がロード信号でろｎは最も近く高い方の
標準能力に、アンロード信号であわば最も近く低い方の
標準能力に切り換えて能力制御が成さｎる。 次［３分サンプリング（ハ）時において判断・記憶（二
〕した信号（前回負荷信号となる）がアンロード−信号
であｎば、そのときの能力よりも低くて最も近い標準能
力に低下させる能力制御指令を能力制御手段（５１υ）
ら発せしめ（う〕−向、この能力で圧縮機を運転する。 前回サンプリングＰ％］後３分経過してタイマー回路＋
２１　ｒらサンプリング信号が発信夕）さｎると、負荷
判定手段（４）がこのと舌の温度調節器（３）の信号を
判断・記憶−′する一万、能力制御手段（５）は判断・
記憶μした信号（現在負荷信号）の種別によって、こ２
′１がホールド信号であわば現に運転中の標準能力を保
持する能力制御指令を発し、−万、アンロード信号であ
ｎは第１．第３．第５ステツプの標邸能力のなかっ）ら
１段逓減させる能力制御指令を発しくヲ】′−閃〕′、
′ｆ、た、ロード信号であｎば現に運転中の能力が第３
ステツプ又は第５ステツプであｎは最す近くて高い第２
ステツプ又は第４ステツプｔＩ′ｃ１段増大させる能力
制御指令を発する（ヨ］′。 ここで第２ステツプ又は第４ステツプはＥＥＥの低い調
整能力として選定した２テツプであり、従って一現在負
荷信号が前回負荷信号（アンロード信号）とに反対の元
に戻させる異種の信号（ロード信号）であわば−標準能
力と調整能力との如何Ｋ　７１”　７１−わ！ｌｌなく
最も近くて高い方の能力に増大させるように能力制御が
徴される。なお、今までの現在負荷信号は前回負荷信号
に変る。 そして次にサンプリング信号が３分経過により発信汐〕
′さｎると、負荷判定手段（４）はこのとさの偏度調節
器（３）の信号を判断・記憶する（Ｌ−１’一方、能力
制御手段（５１はこの判断・記憶した（Ｕ′倍信号現在
負荷信号）の種別により、こわ、がホールド信号であｎ
は現ＶＣ運転中の調整能力を保持する能力制御指令を発
し、ロード信号であわば最も近くて高い方の標準能力に
１段増大させる能力制御指令を発しく”／八また、アン
ロード信号であｎば最５近くて低い万の標準能力ＶＣ１
段低下させる能力制御指令を発するｃ／Ｊ’。 このように−塊に調整能力によつＴ運転しているとさに
、現在負荷信号がロード信号であｎば最５近く高い方の
標準能力に、アンロード信号であｎば最５近く低い方の
標準ｎｐ力に切り換えて能力制御が成さｎる。 以上述べた作動態様から明らっ）でように−通常はＥＥ
Ｒの高い標準能力群のなり）力）ら選定してス　　　　
　）テップを切り換える逓減・逓増の能力制御を行なう
が、空気調和機の使用条件によってステップ間の温度差
が大きくなったために、圧縮機節カの切り換り後に、次
の温度サンプリング時においで元に戻す信号が出たとさ
Ｋば、ＥＩＥＲは低いが能力的には適合している調整能
力を選定しで切り換えるようにした点が特徴となるもの
である。 つづいて本発明の効果を挙げると次の通りである。 （イ］　通常の能力制御はＥＥＲの高い標準能力によっ
てステップ制御しているので、省エネルギ一連転が可能
となりランニングコストを低減できる。 （口］　ステップ間の温度中が大きくなったとき等には
、ステップ数を増やして、微調整を行ない適正な温度範
囲に維持できる。 ビ】　圧縮機のステップが頻繁に切り換ることが防止さ
ｎ空気調和機としての信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のｌ実施例に係る空気調和機の冷凍回路
図、第２図は本発明の構成を明示するたメ（Ｄ　７　Ｃ
ｌツク示構造図、第３図は同じくフローチャート図、第
４図は圧縮機能カー吹出空気温度関係線図である。 ＋２１・・・タイマー囲路、（３）・・・温度調節手段
。 （４１・・・負荷判定手段、（５）・・・能力制御手段
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｚ　複数の標準能力と、この標準能力に比しエネルギー
   有効比が低い調整能力とによる多段能力制御が可能な圧
   縮機を備えた空気調和機において、空調対象域の基準温
   度を検出し、この検出温度が設定温度帯域内にあるとき
   はホールド信号を、設定温度帯域外にあるときはその温
   度条件によってロード信号あるいはアンロード信号を夫
   々発信する温度調節手段（３）と、所定時限を周期とし
   て信号を発信するタイマー回路（２１と、このタイマー
   回路（２）の信号の発信に応動して、前記温度調節手段
   （３）が発信する信号を判断する負荷判定手段＋４１と
   、この負荷判定手段（４）が・現に発信した現在負荷信
   号及び前回の信号発信時に判断した前回負荷信号の２信
   号７１１）ら決定される能力制御指令を出力する能力制
   御手段（５）とを備え、この能力制御手段（５］ば、現
   在負荷信号がホールド信号であｎは現に運転中の標準能
   力又は調整能力を保持する能力制御指令を発し、また−
   現に標準能力によって運転しているとぎに、現在負荷信
   号が前回負荷信号と同種の信号であｎば一最も近い標準
   能力に逓増あるいは逓減する能力制御指令を発し、現在
   負荷信号が前回負荷信号とは反対の元に戻させる異種の
   信号であわば、標準能力と調整能力との如何に′ｆＪｓ
   　１））わらず最５近くで対応する方の能力に反転する
   能力制御指令を発し、さらに、現に調整能力によって運
   転しているときに、現在負荷信号がロード信号でるわ、
   は最も近く高い方の標準能力に、アンロード信号であｊ
   、ば最も近く低い万の標準能力に切り換える能力制御指
   令を発するよう形成してなることを特徴とする空気調和
   機の能力制御装置。