JPS6145142B2 - - Google Patents

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JPS6145142B2
JPS6145142B2 JP13056779A JP13056779A JPS6145142B2 JP S6145142 B2 JPS6145142 B2 JP S6145142B2 JP 13056779 A JP13056779 A JP 13056779A JP 13056779 A JP13056779 A JP 13056779A JP S6145142 B2 JPS6145142 B2 JP S6145142B2
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JP
Japan
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compressor
capacity
refrigerant
signal
circuit
Prior art date
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Application number
JP13056779A
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English (en)
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JPS5653354A (en
Inventor
Jiro Yuzuta
Hideo Hirano
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数の利用側熱交換器を有する冷凍装
置に関するもので、その目的とするところは、利
用側熱交換器内の圧縮機潤滑油滞溜を防止して圧
縮機の信頼性の向上を図ろうとするものである。
従来、第4図に示す様に複数の蒸発器を有する
マルチエアコン等に使用される冷凍装置は圧縮機
14にその能力を制御可能な能力制御圧縮機を使
用し凝縮器15を介して電磁弁16、キヤピラリ
チユーブ17、蒸発器18の直列回路と電磁弁1
6′、キヤピラリチユーブ17′、蒸発器18′の
直列回路が並列に接続され、前記蒸発器18及び
18′によりそれぞれの被冷却物質を冷却する。
そしてこの冷凍装置は負荷を検知して、例えば被
冷却物質の温度とその設定温度との差を検知して
前記圧縮機14の能力を制御し、効率の良い運転
を可能としていたが、負荷が低い場合には圧縮機
14は低能力運転する。この結果、圧縮機から吐
出される冷媒量は少なく冷媒流速は低くなる。一
般に圧縮機14内の摺動部(図示せず)を潤滑す
る潤滑油は冷媒と共に圧縮機14からを吐出さ
れ、凝縮器15、蒸発器18,18′などを通過
して再び圧縮機14へ戻るが、低温となる蒸発器
18,18′などでは油と冷媒が分離し、冷媒流
速が低い場合には滞溜し、圧縮機14へ戻らず、
圧縮機14内の潤滑油が減少し摺動部に十分な量
供給することが不可能となり、冷媒シール効果の
減少による圧縮機効率の低下や、摺動部の焼付現
象等が生じる可能性が高く、特に蒸発器18,1
8′を同時に運転している場合には、各蒸発器1
8,18′内の冷媒流速は極端に低下しこの現象
による信頼性の低下が問題となつていた。
本発明は前記の様な従来の欠点を解決する為の
冷凍装置であり、第1図にその一実施例の複数の
室内ユニツトを有するセパレート型空気調和装置
を示す。
1は室内ユニツト、2及び2′は2台の室内ユ
ニツトであり、室外ユニツト1は圧縮機3、圧縮
機3を駆動するモータ4、熱源側熱交換器である
凝縮器5、この凝縮器5に通風する室外フアン6
などを有する。室内ユニツト2,2′はそれぞれ
冷媒の流入側より冷媒制御弁7,7′、減圧装置
8,8′、利用側熱交換器である蒸発器9,9′、
の冷媒回路が設けられ、これらの冷媒回路は並列
になつて前記室外ユニツト1と接続されている。
前記蒸発器9,9′には室内空気を矢印A,A′の
ように通風する室外フアン10,10′が設けら
れている。11は前記圧縮機3の制御装置であ
り、圧縮機3の能力を制御する。この圧縮機3の
能力制御は前記モータ4の回転速度を変化するこ
とにより達成するものであり、前記制御装置11
はモータ4の電源電圧及び周波数を変化させ、そ
の回転数を制御する。
Aは商用電源(ここでは3相)で、これを一次
電源として、前記制御装置11は6つのダイオー
ドD1,D2,D3,D4,D5,D6とチヨークコイル
CH1、コンデンサC1よりなる整流回路Bにより整
流され直流電源に変換し、速度信号回路Eにおい
て発生した速度信号によりチヨツパ制御回路Fに
てチヨツパ回路CのトランジスタTr1を駆動し、
前記直流電源の電圧を制御し、それをチヨークコ
イルCH2とコンデンサC2で平滑にし、この調整平
滑化された直流電源を、ブリツジインバータ制御
回路Gに入力し、このインバータ制御回路Gは直
流電圧に相当する周波数を発生し、前記チヨツパ
回路Cに接続されたブリツジインバータ回路Dの
トランジスタTr2,Tr3,Tr4,Tr5,Tr6,Tr7
を駆動し三相の矩形波電源を発生させモータ4に
電源を供給する。トランジスタTr2,Tr3,Tr
,Tr5,Tr6,Tr7とそれぞれ並列に接続され
たダイオードD7,D8,D9,D10,D11,D12は各ト
ランジスタがOFFとなつた時のモータ4からの
逆起電圧を通過させるものであり、各トランジス
タの保護の役目をする。Hは差信号発生器であ
る。検知器13及び13′は前記室内ユニツト2
及び2′において、各室温をセンサー12及び1
2′で検知し、各室温の設定値との差を検出して
前記差信号発生器Hへ入力すると同時に各室内ユ
ニツト2及び2′に設けられた前記冷媒制御弁7
及び7′を制御信号にて制御する。この制御信号
は同時に前記速度信号回路Eにも入力される。す
なわち速度信号回路Eに前記蒸発器9及び9′の
運転台数の信号を入力する。また前記差信号発生
器Hは空気調和機の負荷を示す差信号△Eを発生
させ、前記速度信号回路Eへ入力する。
次に動作を説明する。蒸発器9のみを運転する
場合、すなわち室内ユニツト2のみ運転する場
合、検知器13の制御信号により冷媒制御弁7を
開け、蒸発器9の運転信号を速度信号回路Eへ入
力すると共に、室内空気温度とその設定温度との
温度差信号を差信号発生器Hに入力する。この差
信号発生器Hは上記温度差信号を差信号△Eに変
換して速度信号回路Eに入力し、この速度信号回
路Eから、速度信号VSが発生する。第2図はこ
の差信号△Eと速度信号VSとの関係を示すもの
で、差信号△Eの変化に対し、速度信号VSの信
号はVSOよりVSHまでの値を出力する。この差信
号△Eは前記温度差信号が大きい程大きくなり、
負荷が大きい事を示す。これに対し速度信号VS
は、差信号△Eが小さい領域では第2図のa,
b,c,dで示すようにVS=VSO一定又は零と
なると共にヒステリシス特性を持ち、差信号△E
が所定の範囲内ではbからeまで差信号△Eに比
例する様になり、又、差信号△Eが十分に大きい
領域ではVS=VSH一定となる特性を有する。こ
の速度信号VSの信号により、チヨツパ制御回路
Fが作動し、前記チヨツパ回路Cの直流電圧を制
御し、この電圧をブリツジインバータ制御回路G
が検知し、インバータ回路Dにより前記速度信号
Sに応じた周波数の矩形波交流を発生しモータ
4に駆動する。すなわちこのモータ4の回転速度
は前記速度信号VSに応じて変化し圧縮機3の回
転速度を制御し能力制御を行う。このようにして
制御される圧縮機3より吐出された冷媒は凝縮器
5により凝縮液化し、冷媒制御弁7を通過し、減
圧装置8で減圧膨脹し、蒸発器9で室内空気を冷
却し、再び圧縮機3へ戻る。
この冷却負荷に応じて差信号△Eが変化し、速
度信号VSの値により第3図に示すように圧縮機
3の能力はほぼ直線的に制御される。冷却負荷が
低い場合には差信号△Eに対し速度信号VS=VS
一定となり、圧縮機3の能力は最小運転能力QO
となり、差信号△Eがさらに低くなればVS=o
となり圧縮機は停止する。この圧縮機の最小運転
能力QOの設定は、空気調和機における室内ユニ
ツト1台運転時の能力制御範囲から要求される圧
縮機の最小能力、あるいは圧縮機の効率や物理的
な強度からの限界から制約される最小能力などに
より設定される。
次に室内ユニツト2台、すなわち蒸発器9及び
9′が同時に運転される場合を説明する。前記検
出器13,13′により冷媒制御弁7及び7′が開
くとともに、速度信号回路Eへ蒸発器2台運転の
信号が入力される。又、この検出器13,13′
から検出された各熱交換器9及び9′のそれぞれ
の冷却負荷は差信号発生器Hで積算され差信号△
Eとして速度信号回路Eに入力される。この速度
信号回路Eではこの差信号と前記検出器13,1
3′からの信号により第2図のa,b′,c′,dと
いうヒステリシス特性とb″,b′,cという速度信
号VS=VSL一定特性を新たに有する信号処理が
行なわれる。すなわち速度信号VSは差信号△E
に対して差信号△Eが小さい場合にはa点までV
S=0となり、さらに差信号△Eが大きくなれ
ば、VS=VSL(>VSO)となる。さらに差信号
△Eが大きくなつてもb″点まではVS=VSL一定
で圧縮機能力はQLで運転され、さらに差信号△
Eが大きくなれば前記蒸発器1台運転の場合と同
じ運転特性になる。一方差信号△Eが小さくなれ
ばc′点まではVS=VSLとなりさらに差信号△E
が小さくなればVS=0となり圧縮機3は停止す
る。室内ユニツト2台運転時、前記2台の蒸発器
9,9′に冷媒が分配されて流れるため、前記の
蒸発器9のみでかつ圧縮機最小運転能力QOで運
転するよりも蒸発器9,9′内の冷媒流速が低く
なり、冷凍機油が蒸発器内に滞溜する可能性が生
じる。これを防止するため、圧縮機の能力をQL
に上昇させ、前記2台の蒸発器9,9′に冷凍機
油が滞溜しない冷媒流速を確保出来るようにす
る。上記の実施例では蒸発器を2台並列に設けた
空気調和機であるが、3台並列に設けて運転する
場合には、3台運転時の圧縮機能力は前記2台運
転時の圧縮機の能力QLの3/2倍にすればよい事は
明白である。
以上の実施例の他に蒸発器1台運転時の前記圧
縮機最小運転能力QOが十分大きく、蒸発器2台
並列運転時の前記圧縮機の能力QLより大きい場
合には、2台並列運転時においても圧縮機は最小
運転能力QOを下限として制御することは当然で
ある。これは圧縮機の特性あるいは蒸発器の特性
あるいは、これら圧縮機、蒸発器を含む冷凍装置
の設計仕様によつて変化するものであり、少なく
とも複数台の蒸発器を運転した場合に1台の蒸発
器の運転時の圧縮機最小運転能力QOと前記蒸発
器での潤滑油滞溜を防ぐための必要な圧縮機能力
Lとのどちらか大きい値の能力以上で前記圧縮
機の能力制御を行う。
上記実施例では理解しやすいように、検出器1
3,13′から運転台数の信号と、差信号発生器
Hから空気調和機の負荷の信号を速度信号回路E
に入力すると説明したが、検知器13,13′か
ら負荷の値の信号のみを前記速度信号回路Eに入
力し、この速度信号回路Eに空気調和機の全負荷
を演算する機能と検知器13,13′からの負荷
信号が零の場合にその零の信号が出ている検知器
の属する蒸発器は運転停止と判断する機能を備え
ることにより、差信号発生器H及び検知器13,
13′からの運転台数の入力を省略することがで
きる。
上記実施例で圧縮機の能力制御を圧縮機の回転
数を変化する方式を示したが、その他圧縮機シリ
ンダアンロード、あるいはバイパス方式等で能力
制御してもよい。
又、上記実施例で負荷の検出に室内空気温度と
その設定温度の温度差を使用したが、室内空気温
度の上昇、下降等の時間的な変化、あるいは冷媒
回路の圧力等を検知してもよい。
尚本発明は上記実施例以外にヒートポンプ式空
気調和機のみならず一般の冷凍装置全般に使用で
きるものである。
以上のように本発明の冷凍装置は、能力制御圧
縮機、熱源側熱交換器、減圧装置及び冷媒の流れ
を制御する冷媒制御弁を有する複数台の並列に接
続された利用側熱交換器により冷媒回路を構成
し、上記複数台の利用側熱交換器の運転台数及び
その負荷を演算する機能と、しに利用側熱交換器
1台運転時の上記圧縮機最小運転能力QOと上記
利用側熱交換器の運転台数に応じて潤滑油滞溜を
防ぐためにあらかじめ設定された圧縮機能力QL
とのいずれか大きい値の能力以上でかつ上記負荷
に対応して上記圧縮機の能力値を設定する信号を
出力する機能を持つ能力信号発生手段を有する圧
縮機能力の制御装置を設けたものであり、前記利
用側熱交換器が複数台運転された場合において
も、この利用側熱交換器内を通過する冷媒の流速
が異常低下せず、前記圧縮機を潤滑する冷凍機油
の冷媒回路内での滞溜は生じなく、圧縮機内の冷
凍機油は十分確保され、圧縮機の油ポンプ性能の
低下をきたさず、圧縮機摺動部あるいは圧縮機構
部へ十分に油を供給出来、圧縮機の焼付現象や圧
縮効率の低下を防止する冷凍装置を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の冷凍装置の一実施例を示す回
路図、第2図は上記冷凍装置における速度信号回
路の特性図、第3図は上記冷凍装置における速度
信号と圧縮機能力の特性図、第4図は従来の冷凍
装置の回路図である。 3……圧縮機、5……凝縮器(熱源側熱交換
器)、7,7′……冷媒制御弁、8,8′……減圧
装置、9,9′……蒸発器(利用側熱交換器)、1
1……制御装置、E……速度信号回路(能力信号
発生手段)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 能力制御圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装
    置、及び冷媒の流れを制御する冷媒制御弁を有す
    る複数台の並列に接続された利用側熱交換器によ
    り冷媒回路を構成し、上記複数台の利用側熱交換
    器の運転台数及びその負荷を演算する機能と、そ
    の利用側熱交換器1台運転時の上記圧縮機最小運
    転能力QOと上記利用側熱交換器の運転台数に応
    じて潤滑油滞溜を防ぐためにあらかじめ設定され
    た圧縮機の能力QLとのいずれか大きい値の能力
    以上でかつ上記負荷に対応して上記圧縮機の能力
    値を設定する信号を出力する機能を持つ能力信号
    発生手段を有する制御装置を設けてなる冷凍装
    置。
JP13056779A 1979-10-09 1979-10-09 Refrigerating system Granted JPS5653354A (en)

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JP13056779A JPS5653354A (en) 1979-10-09 1979-10-09 Refrigerating system

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