JPS6049825B2 - 冷凍サイクルの運転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、極数可変による速度切換により能力制御可
能な圧縮機を有する空調機等に用いる冷凍サイクルに関
し、さらに詳しく言伝ば、極数切換タイミングに改良を
施した空気調和機等に用いる冷凍サイクルの運転制御装
置に関する。

極数可変圧縮機を有する室外ユニット−台と、例えば
二台の室外ユニットから成る冷房専用型空気調和機は概
略第１図の如き構成をもつ。

すなわち、室外ユニット１は、極数可変圧縮機ＩＡ）熱
交換器ＩＢ）ファンモータＩＣ）電磁弁ＩＤ、１Ｅを有
し、室外ユニット２、３は、各々空調空間２Ｒ、３Ｒ内
にに設置され、それぞれ熱交換器２Ｂ、３Ｂ）キャピラ
リチューブ２Ａ、３ＡＮファンモータ２Ｃ、３Ｃを有す
る。圧縮機ＩＡが運転し、電磁弁ＩＤが開けは、室外ユ
ニット３が冷房運転し空間３Ｒは冷却される。また電磁
弁ＩＥが開けば、室外ユニット２が冷房運転し、空間２
Ｒは冷却される。圧縮機ＩＡの極数の制御及ひ電磁弁Ｉ
Ｄ、ＩＥの開閉制御は例えは第２図のような電気系統図
に示した構成で行なつている。４は交流電源で、例えは
単相１００Ｖ、単相２Ｏ０Ｖ、三相２０ＯＶてある。

各空間の温度に応じてオンオフするサーモスタットが室
外ユニット２、３内もしくは空間２Ｒ、３Ｒ内の適当な
位置に設置される。サーモスタット２Ｔは空間２Ｒ）サ
ーモスタット３Ｔは空間３Ｒに対応している。各サーモ
スタットは各々三接点Ａ、Ｂ、Ｃを有している。メイン
リレーＩＭＭはサーモスタット２Ｔ又は３Ｔのいずれか
一方又は両方がオンする（すなわち所定の温度よりも空
間温度が高い）とそのコイル１ＭＭＣが付勢され、その
接点ＩＭＭＡがオンする。接点ＩＭＭＡがオンするとフ
ァンモータＩＣが付勢され運転する。圧縮機ＩＡは高束
極数タップ１ と低速極数タップＩＡＬとを有し、サー
モスタツト２Ｔ，３Ｔの両方ともオンしている場合、リ
レー１ＭＰのコイル１■℃が付勢されその接点１ＭＰＡ
がオンし高速タップ１ＡＨに通電され、同時に接点１Ｍ
ＰＢがオフし低速タップ１ＡＬへの通電が停止する。す
なわち、両空間２Ｒ，３Ｒともに冷房が必要な場合に、
圧縮機１Ａは高速回転となり大能力となり、それ以外は
低速回転となり小能力となるのである。電磁弁１Ｅ，１
Ｄは各サーモ２Ｔ，３Ｔに連動し、サーモ２Ｔ，３Ｔが
オンすると、接点２ＴＣ，３ＴＣがオンし、電磁弁１Ｅ
，１Ｄが開くのである。以上の構成により、室外ユニッ
トの冷房運転台数に応じて圧縮機の極数を切換えるから
、省エネムギになると同時に快適感の高い空気調和を達
成できるが、この構成には次のような欠点がある。

すなわち冷房運転をしている室外ユニットの台数に単純
に応動して圧縮機の極数を切換えるから、もしも一台の
室外ユニットが冷房運転している状態で、他の一台の室
外ユニットが冷房運転、停止をひんぱんに行えば、圧縮
機機械部分の疲労が加速されるとともに、リレーの電気
的機械的寿命に大きく影響を及ぼし、空気調和機の寿命
を短縮化する傾向を有することである。このような状況
は、例えはユーザが運転スイッチを極めて短時間にオン
オフする場合や、空間の負荷の急変（たとえはドア、窓
の開閉）がある場合には起り得ることてある。以上の従
来例ては、複数の室外ユニットを有する例につき説明し
たが、これは一台である場合もある。

このとき、サーモスタットは２ステージサ．ーモを使用
し、電磁弁１Ｄ，１Ｅは除去する。この場合にも、上記
した不都合は生ずる。上記した従来例ては変数圧縮機を
用いた冷凍サイクルの一応用例たる、いわゆるマルチエ
アコンについて述べたが、他の応用ても事情は同じであ
！り、極数のひんぱんな切換えは寿命的に好ましくない
のである。

本発明の目的は、上記した従来例に見られる不都合を解
消し、ひんぱんな切換えを、抑制せんとするものてある
。

すなわち、単位時間毎の切換回・数を所定回数以下に抑
え、それ以上の切換え要求を無視するようにしたものて
ある。以下、冷凍サイクル応用例としての空気調和機に
本発明を実施した例について詳述する。

第３図は本発明の一実施例にかかる制御装置の構成図で
ある。

第４図の動作タイミングチャート例を参照しつつその構
成と動作を説明する。２Ｔ，３Ｔは空間２Ｒ，３Ｒの温
度に応動してオンオフするサーモスタットで、これは冷
凍サイクルの負荷状態検出手段てある。

サーモスタット２Ｔ，３Ｔがオンすれば、リレー５２，
５３がオンし、接点５２１，５３１がオンし電磁弁１Ｅ
，１Ｄが開き、接点５２０，５３０がオンしメインリノ
レー１ＭＭＣがオンし、冷房運転が開始する。５０は制
御装置５の直流電源である。

５１は極数決定手段５Ｄとしての“ＡＮＤ゛ゲート５Ｄ
の出力により付勢される極数切換用リレー１ＭＰＣ用補
助リレーである。

第４図てイは温度を示し、・Ｔｒｌ，Ｔｒ２はサーモス
タット２Ｔ，３Ｔのオフ温度，オン温度を示し、それら
は通常サーモスタット２Ｔ，３Ｔにより異なるが、ここ
では説明を簡単にするため、同一とした。Ｔ２は空間２
Ｒの、Ｔ３は空間３Ｒの温度を示す。町ハはサーモス″
タフト２Ｔ，３Ｔのオンオフ状態、二は極数選択手段５
Ａとしての゛．ＡＮＤ゛ゲート５Ａの出力、ホは計数手
段５Ｂの一部を形成するカウンタ５？の出力、へは極数
決定手段５Ｄとしての゛ＡＮＤ゛ゲート５Ｄの出力、（
卜）は単位時間発生手段５Ｃの一部を形成するカウンタ
５ＣＴの出力を示す。

時刻ＴＯで冷房運転が開始する。この時点では、Ｔ２〉
Ｔｒｌ，Ｔ３〉Ｔｒｌなので、サーモスタット２Ｔ，３
Ｔともにオンしているのて、極数選択手段５Ａとしての
“゜ＡＮＤ゛ゲート５ＡはＲＨｌ．を出力して圧縮機１
Ａの運転を高速回転対応極数になるような信号を出力す
る。この状態でま、４１ＮＶＥＲＴＥＲ″ゲート８Ｂ１
１カウンタ５ＢＣ１゛゜ＡＮＤ゛ゲート５ＢＡて構成す
る計数手段５Ｂは０Ｈ１Ｊを出力（ゲート５Ｂ１出力）
しているのて、極数決定手段５Ｄとしての“ＡＮＤ゛ゲ
ート５Ｄ出力ぱ゜Ｈｉ゛となり、補助リレー５１が付勢
され、極数切換リレー１ＭＰＣがオンし、圧縮機１Ａは
高速回転対応極数にて運転する。

一方時刻ＴＯより、時間発生手段５Ｃを形成する発振器
５ＣＧ１カウンタ５ＣＴは動作を始め、カウンタ８ＣＴ
は、発振器５ＣＧよりのパルス数をカウントし、一定数
カウントすると単位時間信号出力がてる。すなわち発振
器５ＢＧの発振周波数ｆが一定なら、単位時間をΔｔと
すると、前記一定数ＮはＮ＝ｆ・Δｔとなる。時刻ＴＯ
でカウンタ５ＢＣは高回転極数が一回選択されたので１
を計数する。時刻ｔ１で、Ｔ２〈Ｔｒｌとなり、サーモ
スタット２Ｔはオフし、ためにゲート５Ａ出力は『ＬＯ
」となり、ゲート５Ｄ出力も１カョとなり、低回転極数
が決定され、低回転極数て圧縮機１Ａは運転する。以下
同様の動作をＴ９まて繰返す。時刻Ｔ９の時点て、カウ
ンタＩ℃は既に高回転極数選択を５回計数している。こ
こで、単位時間Δｔ内の切換回数の所定値を５回とする
と、これまでに既に５回切換つているから、それ以上の
切換は禁止される。すなわち時刻ＴｌＯで両サーモスタ
ット２Ｔ，３Ｔともにオンし、ゲート５Ａからは高回転
極数出力１Ｈｊョが出るが、これは４回目の高回転極数
選択になり、この時点で、カウンタ５ＢＣの出量は１Ｈ
ｉョとなる。このためゲート５Ｂｉ出力は１′肪３１す
なわち所定極数としての低回転極数となり、以降のゲー
ト５Ａからの高回転極数出力はすべて、ゲート５ＢＡに
よつて無視されるとともに、ゲート５Ｄ出力は、ＲＬＯ
Ｊを維持し、極数の切換えは起らない。従がつて時刻Ｔ
ｌＯ，ｔｌ４での高回転要求は全て無視される。時刻Ｔ
ｌ６せ単位時間Δｔが経過するので、ここでカウンタ５
ＣＴ出力が１ＨｊＪとなり、カウンタ５ＢＣの内容がク
リアされ、初期状態にリセットされる。従がつてカウン
タ５ＢＣ出力は再び７Ｌ０！となり、ゲート５Ｂｉ出力
はＲＨｌＪとなる。以降ち〜Ｔｌ６の動作を繰返す。以
上の説明て用いたカウンタ５ＢＣ，５ＣＴは、いわゆる
フリップフロップを数段接続して得られる類のもので、
一般にＩＣで入手できるものである。

また発振器Ｉ℃は、ゲート或いはオペアンプによる無安
定マルチバイブレータ等の発振器である。以上の構成で
、その動作より明らかな如く、所定回数の極数切換えが
単位時間内て行なわれてしまえば、単位時間内ではもは
や極数の切換えが禁止されるから、運転時間に対する切
換回数の限定が行なえる。

上記して冷凍サイクルの運転制御装置ては、いわゆるハ
ードウェアにて本発明の主旨を実現したが、これはマイ
クロコンピュータ等のいわゆるストアードロジツク方式
によつても実現できる類のものである。

従がつて本発明は第３図の実施例に限定されるべきもの
ではない。冷凍サイクル負荷状態検出手段としては、他
の感温抵抗体を用いた温度検出器，圧力検出器等を用い
てもよい。

また極変圧縮機は、高低二極に限定せず、さらに多くの
極変圧縮機てあつてもよい。本発明によれば、既に詳述
した如く、単位時間内の圧縮機の極数切換回数を一定値
以下に抑制てきるので、圧縮機、リレー等の寿命の短縮
化ということがなく、冷凍サイクルを長寿命化できるの
で、その実用効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷凍サイクル応用例としての空気調和機の概略
構成図、第２図は第１図の空気調和機の従来の電気系統
図、第３図は本発明の一実施例の運転制御装置の一実施
例を示す構成図、第４図イ，口，ハ，二，ホ，へ，卜は
それぞれ同動作タイミミングチヤート図である。 １Ａ・・・・・極数可変圧縮機、２Ｔ，３Ｔ・・・・・
・負荷状態検出手段たるサーモスタット、５・・・・・
・運転制御装置、５Ａ・・・・・・極数選択手段、５Ｂ
・・・・・・計数手段、５Ｃ・・・・・・時間発生手段
、５Ｄ・・・・・・極数決定手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 極数可変圧縮機１Ａを具備した冷凍サイクルの負荷
   状態検出手段２Ｔ，３Ｔと、前記負荷状態検出手段の出
   力により前記圧縮機の極数を選択する極数選択手段５Ａ
   と、前記極数選択手段の極数信号の切換回数を計数する
   計数手段５Ｂと単位時間信号を発生する時間発生手段５
   Ｃと、前記計数手段および極数選択手段からの極数信号
   に応じて前記圧縮機の運転極数を決定する極数決定手段
   ５Ｄとを備え、前記計数手段は計数する切換回路が所定
   値に達すると所定極数信号を出力し以降の切換を計数す
   るのを停止し前記時間発生手段よりの単位時間信号で計
   数値がリセットされる計数手段であり、前記極数決定手
   段は前記所定極数信号が計数手段より発せられるとこの
   所定極数信号を圧縮機の運転極数を決定する極数決定手
   段である冷凍サイクルの運転制御装置。