JPS6130176B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本発明は、冷媒圧縮サイクルを有する空気調和
機の制御回路、特にインバータ制御による能力可
変形の空気調和機の制御回路に関するものであ
る。

＜従来技術＞ 電動圧縮機、冷媒流路切換弁、室外熱交換器、
減圧器、室内熱交換器を順次接続した冷媒圧縮サ
イクルを備えると共に、その室外熱交換器及び室
内熱交換器に送風機を夫々備えた空気調和機にお
いて、暖房運転での低温多湿時に室外熱交換器に
霜が発生し、暖房能力が低下し、運転効率が低下
してくるので、着霜がある一定値になると除霜運
転を行なつて霜を取り除く必要がある。この除霜
運転というのは、室内、室外送風機を停止して冷
媒圧縮サイクルを冷媒流路切換弁を切換えること
により、暖房時と逆のサイクルにして室外熱交換
器へ高温の冷媒を流して行なうものである。しか
し暖房運転から除霜運転に切換わる際に、いきな
り切換弁を切換えると、冷媒の流れが逆になり、
冷媒の高圧部と低圧部がいつきに圧力バランスす
るため、かなり大きなガス音が出て耳ざわりなも
のであつた。

また除霜運転はつまりは冷媒運転であるから除
霜運転時に高圧、低圧の差は大きくなる。この除
霜運転は、逆転（つまり冷房）サイクルで行なう
ことから、送風機は停止状態にある。このとき、
暖房運転が停止されているため、除霜運転に入い
るとフルパワーで圧縮機を駆動して短時間で除霜
を完了し、暖房停止時間を短縮しようとするのが
一般的である。

したがつて、除霜終了後にもかなり冷媒の高低
圧差ができており、ここで急に切換弁を切り換え
ると、冷媒の高圧部と低圧部とがいつきに圧力バ
ランスしてガス音を発生する。

＜目 的＞ 本発明は、上記に鑑み、暖房運転から除霜運
転、及び除霜運転から暖房運転への切換弁の切換
時に発生するガス音を低減させることを目的とし
て提供されたものである。

＜実施例＞ 以下、図示の実施例について本発明を詳述する
と、第１図において、１は圧縮機、２はこの圧縮
機１を駆動する圧縮機モータで、これらにより電
動圧縮機が構成される。３は室外熱交換器、４は
キヤピラリチユーブ等の減圧器、５は室内熱交換
器、１ａは冷媒の流れを切換える切換弁の一例と
しての四方弁であり、これらは圧縮機１と閉回路
状に接続されて冷媒圧縮サイクルを構成する。こ
の冷媒圧縮サイクルは、前記四方弁１ａのオン状
態で暖房運転を、オフ状態で冷房運転を行なうよ
うにされたものである。６は室外熱交換器３に対
応して設けられた室外送風機、７は室内熱交換器
５に対応して設けられた室内送風機である。

８は一般的なワンチツプマイクロコンピユータ
（以下マイコンと称する）で、入力端子IN１〜IN
５及び出力端子OUT１〜OUT６を有すると共
に、内部にプログラムROM、データRAM，ALU
を有し、基準クロツク発振部９により駆動されて
いる。１０は室温検出器としてのサーミスタ、１
１はＡ／Ｄ変換器で、サーミスタ１０で検出され
た室温をデジタル値に変換してマイコン８の入力
端子IN１へ入力する。１２は室温設定器として
の可変抵抗、１３はＡ／Ｄ変換器で、可変抵抗１
２で設定された室温をデジタル値に変換してマイ
コン８の入力端子IN２に入力する。１４はイン
バータ部で、電源端子１５，１５′から入力され
た交流電源をダイオードD₁〜D₄で整流し、コン
デンサC₁₀で平滑した後、トランジスタTr１，Tr
１′でＷ相、トランジスタTr２，Tr２′でＶ相、
トランジスタTr３，Tr３′でＵ相の三相を夫々位
相制御して三相交流を発生し、三相の圧縮機モー
タ２を運転する。１６は運転／停止スイツチで、
マイコン８の入力端子IN４に接続される。１７
は前記四方弁１ａを切換えるための冷房・暖房切
換スイツチで、マイコン８の入力端子IN３に接
続される。マイコン８は入力端子IN１から室
温、入力端子IN２から室温設定値を夫々読込
み、その値によりインバータ部１４を介して圧縮
機モータ２に通電する三相電圧Ｕ，Ｖ，Ｗの周波
数及び電圧を制御する信号を出力端子OUT１〜
OUT３から出力し、これによつてトランジスタ
駆動回路１８を介して圧縮機モータ２の回転数を
制御し冷房（暖房）能力を可変とするものであ
る。１９は着霜検出器としてのサーミスタ、２０
はＡ／Ｄ変換器で、サーミスタ１９で検出された
室温をデジタル値に変換してマイコン８の入力端
子IN５へ入力する。マイコン８は、その信号に
応じて圧縮機モータ２に通電する三相電圧Ｕ，
Ｖ，Ｗの周波数、電圧を制御する信号を出力端子
OUT１〜OUT３から出力すると共に四方弁１ａ
をオフ状態（冷房側）に切換える信号を出力す
る。このようにマイコン８及びインバータ部１４
により、いわゆるパルス幅変調方式のインバータ
制御部が構成されている。

なお、インバータ部１４のコンデンサC₁，
C₁′〜C₃，C₃′はは、トランジスタTr１，Tr１′〜
Tr３，Tr３′がノイズにより誤動作するのを防止
するためのものである。また抵抗R₁とコンデン
サC₄，R₄とC₇，R₂とC₅，R₅とC₈，R₃とC₆，R₆と
C₉とから成る各RC直列回路は、圧縮機モータ２
への通電オフ後の逆起電圧によるトランジスタ
Tr１，Tr１′〜Tr３，Tr３′の損傷を防ぐための
放電回路である。マイコンの出力端子OUT４，
OUT５，OUT６には夫々室外送風機６、室内送
風機７、四方弁１ａの制御出力が発生する。

すなわち、制御回路は、前記インバータ部１４
と、着霜検出器１９と、電動圧縮機２の回転数を
検出する回転数検出手段と、該回転数検出手段お
よび着霜検出器１９の出力信号によりインバータ
部１４および切換弁１ａを制御するマイコン８と
を具えている。

次にマイコン８の諸機能（手段）を第５図の機
能ブロツク図に基づいて説明すると、マイコン８
は、前記室温検出器１０からの温度信号を記憶す
る室温記憶手段と、室温設定器１２からの設定信
号を記憶する設定温度記憶手段と、室温記憶手段
と設定温度記憶手段との両信号を比較判定して前
記回転数制御手段に圧縮機制御信号を出力する室
温比較判定機能とを有せしめられている。

また、マイコン８は、前記着霜検出器１９から
の除霜信号を記憶する着霜状態記憶手段と、予め
除霜レベルを設定する除霜レベル設定値記憶手段
と、両手段からの信号を比較判定して前記回転数
制御手段、切換弁切換手段および室内外送風機制
御手段に判定信号を出力する着霜比較判定手段と
を有せしめられている。

さらに、マイコン８は、回転数検出手段の検出
信号を記憶する回転数記憶手段と、電動圧縮機２
の最小回転数を記憶する最小回転数記憶手段と、
両手段からの信号を比較して回転数制御手段に判
定信号を出力すると共にタイマー手段からの信号
により切換弁切換手段および室内外送風機制御手
段へ判定信号を出力する回転数比較判定手段とを
有せしめられている。

そして、特にマイコン８は、前記着霜検出器の
除霜開始信号および除霜終了信号により前記電動
圧縮機の回転数を低下させる回転数制御手段と、
前記着霜検出器の除霜開始信号出力後の前記回転
数検出手段の圧縮機最小回転数検出信号により前
記切換弁を暖房サイクルから除霜サイクルへ切換
えかつ前記着霜検出器の除霜終了信号出力後の前
記回転数検出手段の圧縮機最小回転数検出信号に
より前記切換弁を除霜サイクルから暖房サイクル
に切換えるための切換手段とが有せしめられてい
る。

上記構成において、冷房運転時には、圧縮機モ
ータ２で圧縮機１を駆動すると、圧縮機１で圧縮
された冷媒は、室外熱交換器３で室外送風機６の
送風で冷却されて凝縮した後、減圧器４で減圧さ
れ、室内熱交換器５で蒸発して冷却作用を行な
い、室内送風機７が送風して室内を冷房する。一
方、暖房運転時には、四方弁１ａが第２図の如く
オン状態に切換わり、冷媒がその流れを反転して
圧縮機１→四方弁１ａ→室内熱交換器５→減圧器
４→室外熱交換器３と流れ、室内送風機７による
送風で暖房運転が行なわれる。

次に暖房時における室外熱交換器の除霜運転を
第３図のタイムチヤートに基いて説明する。まず
除霜条件（室外熱交換器の温度低下の感知（約−
2.5））を充足すると、マイコン８、インバータ部
１４を介して電動圧縮機の回転数を制御する。例
えば、Ａ点で除霜サーモスタツト等から除霜信号
Ｌが入力されると、マイコン８、インバータ部１
４が働き、暖房運転を続けながら圧縮機モータ２
の回転数を徐々に最小回転数まで低下させる。そ
して圧縮機モータ２の回転数が最小回転数に達し
た後は冷媒圧縮サイクルの循環冷媒量が低下する
までそのまま運転を続け、Ｂ点で四方弁１ａを切
換えて除霜運転に入いる。そして圧縮機モータ２
の回転数を徐々に上昇させて本格的な除霜運動を
行なう。除霜運転終了時には、Ｃ点で除霜終了の
信号Ｈが入力されると、上記と同様にマイコン
８、インバータ部１４が働き、圧縮機モータ２の
回転数を徐々に最小回転数まで低下させ、その後
しばらく圧縮機モータ２を最小回転数で運転した
後、四方弁１ａを切換えて暖房運転に復帰する。

上記の如きマイコン８による制御動作を第４図
のフローチヤートに基いて説明すると、まず「除
霜フラグＨか」、即ち除霜フラグが除霜となつて
いるかどうか判定し、除霜になつている場合は
YESの方へ分岐して第４図の左から二〜四列の
ルートに入いるが、そうでない場合は一列目のル
ートに入いる。即ち「除霜フラグＨか」がNOの
場合は、次に「除霜信号Ｌか」即ち除霜開始信号
かどうか判定し開始信号ならば電動圧縮器の回転
数を１ステツプ下げる。その後その圧縮機が最小
回転数かどうか判定し、最小回転数ならば除霜フ
ラグをＨにセツトし、除霜ループの最初に戻る。
また電動圧縮機が最小回転数でない場合もジヤン
プしてループの最初に戻る。なお「除霜信号Ｌ
か」がNOの場合は通常暖房運転を行なうように
する。

また「除霜フラグＨか」がYESの方へ分岐し
た場合は、ここで「除霜信号Ｈか」即ち除霜終了
の信号かどうか判定し、終了信号ならば第４図の
三，四列のルートを通る。そうでない場合は二列
のルートへ入り、冷媒圧縮サイクルの循環冷媒量
が所定値に低下しているかどうか判定する。これ
が図中の「WAIT OKか」に相当する。そして冷
媒量が低下しているならば四方弁を除霜側へ切換
えかつ室内，室外送風機を停止するよう指令す
る。その後「圧縮機が最大回転数か」どうか判定
し、最大回転数に達していないならば圧縮機の回
転数を１ステツプ上げるよう指令する。なお
「WAIT OKか」がNOの場合、及び「圧縮機が最
大回転数か」がYESの場合は再び除霜ループの
最初に戻る。

また「除霜信号Ｈか」がYESの場合は、「圧縮
機が最小回転数か」どうか判定し、最小回転数な
らば第４図の四列目に入いり、ここで冷媒圧縮サ
イクルの循環冷媒量が所定値まで低下しているか
どうか判定し、所定値に達していないならばルー
プの最初に戻り、所定値に達しているならば、
「除霜フラグをＬにセツト」即ち除霜フラグを除
霜終了にセツトした後、四方弁を暖房側へ切換え
かつ室内，室外送風機を作動するよう指令して暖
房運転に入いる。なお「圧縮機が最小回転数か」
NOの場合は電動圧縮機の回転数を１ステツプ下
げて除霜ループの最初に戻る。このようにマイコ
ン８を利用して空気調和機を制御することにより
ガス音を低減できる。

＜効 果＞ 以上の説明からも明らかな通り、本発明は、電
動圧縮器、冷媒流路切換弁、室外熱交換器、減圧
器、室内熱交換器を順次接続した冷媒圧縮サイク
ルを備えると共に、その室外熱交換器及び室内熱
交換器に送風機を夫々備えた空気調和機におい
て、前記電動圧縮機への電源の周波数及び電圧を
制御するインバータ部と、前記室外熱交換器の着
霜を検出する着霜検出器と、前記電動圧縮機の回
転数を検出する回転数検出手段と、該回転数検出
手段および着霜検出器からの出力信号により前記
インバータ部および切換弁を制御するマイクロコ
ンピユータとが設けられ、該マイクロコンピユー
タは、前記着霜検出器の除霜開始信号および除霜
終了信号により前記電動圧縮機の回転数を低下さ
せる回転数制御手段と、前記着霜検出器の除霜開
始信号出力後の前記回転数検出手段の圧縮機最小
回転数検出信号により前記切換弁を暖房サイクル
から除霜サイクルへ切換えかつ前記着霜検出器の
除霜終了信号出力後の前記回転数検出手段の圧縮
機最小回転数検出信号により前記切換弁を除霜サ
イクルから暖房サイクルに切換えるための切換手
段とが有せしめられたことを特徴とする空気調和
機の制御回路に関するものである。

したがつて、本発明によると、暖房運転から除
霜運転及び除霜運転から暖房運転への切換弁の切
換動作を、電動圧縮機の回転数をほぼ最小回転数
に低下させて保持させた後に行なうようにしてい
るから、切換弁の切換時に発生するガス音を低減
することができ、就寝中であつてもあまり耳ざわ
りな音を発生することもなくなるといつた効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す制御回路図、
第２図は同じく四方弁の切換え状態を示す図、第
３図は同じく制御回路のタイムチヤート、第４図
は同じくそのフローチヤート、第５図は制御回路
の機能ブロツク図である。 １……圧縮機、１ａ……四方弁、２……圧縮機
モータ、３……室外熱交換器、４……減圧器、５
……室内熱交換器、６……室外送風機、７……室
内送風機、８……マイクロコンピユータ、１０…
…室温検出器、１２……室温設定器、１４……イ
ンバータ部、１６……運転／停止スイツチ、１７
……冷房・暖房切換スイツチ、１９……着霜検出
器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電動圧縮機、冷媒流路切換弁、室外熱交換
   器、減圧器、室内熱交換器を順次接続した冷媒圧
   縮サイクルを備えると共に、その室外熱交換器及
   び室内熱交換器に送風機を備えた空気調和機にお
   いて、前記電動圧縮機への電源の周波数及び電圧
   を制御するインバータ部と、前記室外熱交換器の
   着霜を検出する着霜検出器と、前記電動圧縮機の
   回転数を検出する回転数検出手段と、該回転数検
   出手段および着霜検出器からの出力信号により前
   記インバータ部および切換弁を制御するマイクロ
   コンピユータとが設けられ、該マイクロコンピユ
   ータは、前記着霜検出器の除霜開始信号および除
   霜終了信号により前記電動圧縮機の回転数を低下
   させる回転数制御手段と、前記着霜検出器の除霜
   開始信号出力後の前記回転数検出手段の圧縮機最
   小回転数検出信号により前記切換弁を暖房サイク
   ルから除霜サイクルへ切換えかつ前記着霜検出器
   の除霜終了信号出力後の前記回転数検出手段の圧
   縮機最小回転数検出信号により前記切換弁を除霜
   サイクルから暖房サイクルに切換えるための切換
   手段とが有せしめられたことを特徴とする空気調
   和機の制御回路。