JPS5956645A - 空気調和装置 - 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】 ［［発明の利用分野〕 本発明は冷媒圧縮用の圧縮機と、圧縮機を駆動つて室内
を空調する空気ｉ１！、１和装置６特に、その圧縮機の
駆動用電動機の制御方式に開動る。

〔発明の背景〕

従来の空気調和装（６゛においては、圧縮機の％、　ｉ
ｉｂ用電動電動機、て多くは定速の誘２層電動機が使用
され、室内温度と目標ｔｉｊＡ度の差に応じで、電動機
の運転・停止を；カリ御し２ていた。このような制御方
式では、電動機の運転・停止が頻繁に起り、起動の際に
大電流が流れ、電動機、圧縮機、制御１機器等の寿命を
縮めること、運転・停止の間に室１割、が犬きく上下す
ること、電動機の停止期間中ば熱交換器に冷媒が流れな
いので、熱交換Ｒ（）が無駄に遊ぶとと等の欠点があっ
た。これに対して、冷ＩＬ褪ｍ−負荷に応じて？Ｕｉ’
、７ｔｈ機の回転数を制御し、熱交換器の冷媒流量を制
御すれば、熱交換器が遊ぶこともなくなり空気調和装置
の性能が向上し、低消費電力運転が可能となり、前記室
温が一定で上１〜振１１Ｊの少ない快適な空調が実現で
きる。

第１図ｔ」、この」、うな回転数制御可能々′ｒ１１動
機によつでｌｉｌ、４動される圧縮機（以Ｆ電動圧縮機
と（＋ｙｌ’ふ）を備え／ｊ空気調和機の’Ｆｔｊ　Ｉ
ＩＪ　ＩＥ圧縮機回転数と冷房または暖房能力の関係を
示す。一定回転数Ｎ、以」−では、回転数の増加につれ
又冷房よメこは暖房能力が増加するので、電動圧縮機の
回転数を制御することによυ、冷房または暖房負荷に応
じ７ｙ空気調第１１機の運転が可能である。しかしなが
ら、この図かられかるように、電動圧縮機の回転数があ
る一定回転数Ｎ＋以下の極端に低い場合は、冷房また一
：Ｉｖｊ、房能力ｄ：少；よくなり、空気調和機を運転
するだけ消費４ｊ、力か無、獣になるという欠点かめる
。

また、第２図は１（ｉ、動圧縮機回転数と冷房゛ま１こ
は暖で定義さ７Ｌる。

図かられかるように最大回転数Ｎ４よシ回転数が減少す
るにつれて効率は向−にするが、一定回転数Ｎ３　　（
Ｎ２　より太）より小さくなるにつれ逆に効率は低下す
る。し７゛こがって最大回転数Ｎ４のときの効率と同じ
効率を与える回転数１’＋２（Ｎｌ　より太）以−トで
運転しても第３図に示す電動圧縮機の回転数を連続的に
制御した場合の回転数と消費電力との関係でも明らかな
ように、消費７ドカの而で得策ではない。

〔発明の目的〕

本発明は上記断続制御および回転数制御の欠点を除き、
運転電力の少なくかつ快適な荒気調′ＡｉＩ機を提供す
ることを目的とするう 〔発明の梶も一渋〕 本発明の基本は、へ↑工記した回転数Ｎ２以１・ては電
動圧縮機を運転しないことである。

換言すれば、冷房または）入居負荷が一定レベル以上の
ときは、圧縮機駆動用の正動機の回転数を最大回転数Ｎ
４と最小回転数Ｎの間で冷（暖）房負荷に応じて制御し
、冷（暖）房負荷が一定しベル以トのときは、冷（暖）
房負荷に応じて最小回転数Ｎと停止の間で断続運転する
と共に、芒らに、空調負荷に応じて室内の送風機を制御
Ｊることを特徴とする。ここで最小回転数Ｎは前記Ｎ２
とＮ４の間で、空気調和装置の設計条件、性能条件を勘
案して選定するものとする。

本発明の実施により、空気調和装置により制御される目
標、例えば室温は、冷（暖）房負荷が一定レベル以上の
ときは圧縮機駆動用電動機の回転数制御により第４図に
示すように一定温度に保たれ、冷（暖）房負荷が一定レ
ベル以下のときは、圧縮機駆動用ｔｌｌ　ｍｂ機の断続
と室内送風機の制御によシ、第５図に示すように一定の
室温の上“ド振動は残るが、従来の断続制御のように太
きくはなく、断続回数が極端に減少するので機器寿命の
長くかつ非常に快適な空調が１４４られる。更に前記の
如く、空気調和装置の運転性能が大Ｉ＋］に向上するの
で、運転「１イ５力の大ｒｊｊな節約になる。

〔発明の実施例〕

以下本発明の空気調和装置における圧縮機駆動用の正動
機および室内送風機の回転数制御法を実施例により説明
する。第６図は本発明の空気調和装置における室温を制
御する場合の一実施例を説明するブロック図で、■はり
”−ミスタのような室内温度検出器、２ｆ′Ｊ：室内目
標温度設定器、３は温度偏差検出器でるシ、これらは、
空調負荷検出手段９を構成する。４は速度信号発生器、
５は断続制御信号発生器、６は速度制御信号比較選定器
であり、これらは後述の電動圧縮機７の制御指令発生手
段１０を構成する。１１は送風機の速度信号発生器でお
る。９，１０．１１を具備して制御指令手段８が構成烙
れている。′ｍ動圧縮椋７は圧縮機部と電動機部と上記
制御４８号を受けて該電動機を駆動する速度制御、駆動
部からなる。室内送風機１２は、案内送風機部、電動機
部と」二記送風機の速度信号を受けて該電動機を駆動す
る速度制御駆動部からなる。次にその制御動作を説明す
る。址ず、室内温度検出器１により検出された室内温度
は、室内目標温度設定器２に設定された目標温度と温度
偏差検出器３において比較されて温度偏差が求められ、
速度信号発生器４によシ温度偏差に応じた電動圧縮機７
の回転速度が、第７図に示−す対応例のような関係で求
められる。また、断続制御信号発生器５により温度偏差
（Ｂ号のｌノベル比較が行なわれ、第８図の対応１ｙ１
」に示すように、一定レベルを越えている場合は運転指
令、下まわっている場合は停止指令が出される。速度制
御信号比較選定器６は、上記断続制御イａ号発生器５の
出力信号が運転指令であれば、速成信号発生器４の電動
圧縮機回転速度信号出力をミルわ圧縮機７に送り、上記
断続制御信号発生器５の出力信号が停止指令であれは速
度信号発生器４の電動圧縮機回転速度信号出力をカント
して、電動圧縮機７に停止へ号を送υ、このようにして
、電動圧縮機７は、速度制御信号比較選定器６の出力信
号に応して運転される。この電動圧縮機の運転パターン
ｔ−ｊ１、第７図および第８図を結合すると、第９図の
上側の図で示される。さらに、温度偏差の値に応じて送
風機速度信号発生器１１によシ、第９図の下側に示す対
応例のように、すなわち軽空調負荷になると送風機速度
が制御され、電動圧縮機７が停止する状態では最低風創
、となるような速度信号が発生され、この信号によって
室内送風機１２が運転される。

第７図は第６図における速度信号発生器４の温度偏差に
対する速度信号の対応例を示し、温度偏差がＤ４　より
太ぎい場合は最大回転数Ｎ４を与え、Ｄ４よす小ぜ＜、
１１）＋　との間であれば最小回転数Ｎと最大回・区数
Ｎ４０間の値τ与えることを示す。

第７図で、座標点（］）１　、　Ｎ　）　、　（Ｄ４　
、　Ｎ４）は必ずしも直線で結ばれる必要はなく、空気
調和装置の運転＋３ｆ性と制御目標によっては直線以外
でもよい。

第８図Ｇ−ま第す図における断続制御信号発生器５の温
度偏差に対する運転指令の対応例を示し、温り偏差がＤ
２よ９人なるときは運転指令が発生され、温度偏差が漸
次小宴くなつでＤ＋　になるとぞの瞬間に停止指令が発
生され、Ｄ１以下である限シまたは上昇してＤ２を越え
る１ではそれが継続され、Ｄ２を越えた瞬間に運転指令
が発生されることを示すいわゆるヒステリシス特性であ
る。

〔発明の効果〕

以上の結果第１３図で温度偏差がある一足値１）４を［
パコわると市、動圧縮機の回転数制御が開始され、温度
偏差が小さくなるにつれ電動圧縮機の回転数−低下する
。他方、送風機は温度偏差が低下しｒ）３以ドになると
回転数が温度偏差の値に応じて低Ｆし、送風機風量が制
御されるようにし、温度偏差がＪ）　１以下になると電
動圧縮機は停止するが、送風機は最低速回転となり最低
風メ°Ｗを維持する。逆に温度の上昇時には、送風機風
景は温度偏差がＪ、）１　を」−まわると増加しはじめ
、１っ３以−Ｉ−になると最大風預、Ｗ４を保持するが
、電動圧縮機は温度偏差がＤ２を越えて始めて起動され
、その後ｔま温度偏差の値に応じて回転数が制御される
。

このように送風機の風量制御と電動圧縮機の回転数制御
を組み合せる長所は、送風機の風量制御によシ、冷（暖
）房能力の制御範囲が更に拡がり、ｔｌｆ、動圧縮機の
起動停止の頻度が更に少なくなり、機器寿命を長くする
こと、次には、居住者に対する風流が制御され、例えば
冷房時にｅ」、室内が暖がいときには風が強く肖って涼
感を力え、室内が冷えてくると風流が減じて冷えすぎ感
をなくシ、より快適感覚を与えることである。短所は、
送風機風景を減じることにより、冷（暖）房効率が少し
低下することがあるが、電動圧縮機ａ、かなり低速回転
域にあり、電動圧縮機の消費’ｒｌｉ；力が少ないこと
、送風機回転数低下による送風機の消費電力が低−ドす
ることにより総消費電力が小さくなるので電力消費の而
からは許容されるものである。以上から、省電力、快適
性向上２機器寿命の而で効果の高い空気調和装置を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電動圧縮機回転数と冷（暖）房能力の関係図、
第２図は電動圧縮機回転数と冷（暖）房効率の関係図、
第３図は電動圧縮機回転数と消費電力の関係図、第４図
および第５図は本発明と従来方式による室温制御の一例
を示す図、第６図は本発明の空気調和装置の一実施例を
脱明するだめのブロック図、第７図は第６図における速
度信号発生器の温度偏差と電動圧縮機回転数との対応例
図、第８図は第６図における断続制御信号発生器の温度
偏差と運転停止指令の対応例図、第９図は本発明の空気
調和装置に丸ける正１動１［縮機の回転数および学内送
風機の風閘制御法の実施例を説明する１ツＩ−ｒ’ある
。 １・・宰内（’１１’護検出器、２・・・牢内目（票温
度設定器、３・・・流度偏差（金出器、４　速度１乙号
発生蒲、５・断続；ｍ＋　償旧ｔ１弓発生器、６・・床
度制阿伯弓比１Ｆや選定器、７・・’ｉｌｉ、動圧縮機
、８・・制御指令手段、９・・・空４１・開角荷検出手
段、１０・・・制御信号発生手段、１１・・・送Ｊ代隊
、１中＋１侑号発生器、１２・・室内送風ぜモ。 ＊＋［２３ イ ・舵ゆカバを吊状し口転妻（ η　２１２］ 電動圧出抵口軒妖 Ｘ　３　口 内　５　　凶 老　ろ　図 Ｌ−−−−、−−−−ｖ−一−−−−−−−−−−−−
−−−・塙　３　図 第　ｃ　　図 〆　１ ”　　　　”　　　　　　　　　　　　　　　　　　’
、”ｍｌ　イａ”ｉｒ栃木県下部賀郡大平町富田８００ 番地株式会社日立製作所栃木工 場内 ２、発明の名称　　　　ｒ゛旨゛戸゛“□パ空気調和装
置 ３、Ｆｌ１１１１′、をするイ １本１□１ノυ叫（τ　特３′［出願人と’　　　ｌｊ
ｌ：　　　　　’４′Ｈ１１１１式父ン１１ｆ　　　−
Ｉ’ｔ’、　　　ｉ製　　作　　所４、代　Ｊｊｌ　　
人 ５、を山１１°の文・Ｊ象 ３、同４頁１３行〜１５行に「本発明の基本は、〜であ
る。換言すれば、」とあるのを「本発明は、」と補正す
る。 ４、同８頁１９行に「〔発明の効果〕」とあるのを削除
する。 ５゜同８頁２０行に「第１３図」とあるのを「第〕」を
挿入する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷〃す、月二縮用の圧縮機と、該圧縮機を、駆動する速
   度制御７ＨＨ４Ｉｆｉ１１部を備えだ’Ｆｌｉ、動機と
   、室外熱交換器と、Ｒｋ室外熱交換器用の室外送風機と
   、室内熱交換器と、該室内熱交換器用速度制御駆動部を
   備えた室内送風機とを含む冷凍−リイクルに」一つ−Ｃ
   室内を空ｌｌＩ′、１する空気ｉｊ／ｄ和装置ｒｔ′、
   においで、目イヘ宥晶度設定器と脅）内τ１情度検出器
   との出力信号を用いて空５１′４負荷を検出する手段ど
   、前爪″、箱、Ｉｌｉ、ｊｌ　１１ルの空調負荷に応じ
   た・利用情けを発生ずる手段と、１１Ｊ記ＦＱ、’動機
   の空調負６：Ｉ姓二応じ（所定のヒスラ“リンス幅で断
   続させる伯′ｉ′ｊを発生りる手段と、前記イ内送）戦
   機の空Ｗパ４負イＰｊにｌ（′１、した、１．！（を（
   ｆｙ悟号を発生ずる手段とをＤｔｉｉえ、Ｌｌ−縮（劇
   駆動用ＩＩ）、動機と至内送風機との速／Ｊ？−をｆｌ
   ｉｌ掃１ｌ−Ｊ−るようにしたことを特徴とする空気Ｒ
   １”う和装置。