JPS63204073A - 周波数可変型ヒ−トポンプ空気調和装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、冷暖房能力を広範囲に調節できる周波数可変
量ヒートポンプ空気調和装置に関するものである。

従来の技術 暴；斤　Ｗ旋用の四禦理知榊入ｊ−て一般に普及１−て
いるセパレート型空気調和機は周波数可変型ヒートポン
プ空気調和装置が、主流となりつつあ択通常のヒートポ
ンプ空気調和装置と同等以上の売シ上げ台数まで需要が
増加している。

この周波数可変型ヒートポンプ空気調和装置は、可変で
ある圧縮機の駆動周波数をどのように制御するかが主要
な開発上のポイントとなっている。

従来、この種の周波数可変型ヒートポンプ空気調和装置
のヒートポンプサイクルは、第３図に示すような構成で
あった。ヒートポンプサイクルとしては、極めて基本的
なサイクルであり、圧縮機１、室外熱交換器２．室内熱
交換器３．冷暖房時、各周波数での冷媒の膨張を行うた
めの膨張機構４（最近は、ステッピングモータを応用し
た電動膨張弁が一般的である）、および、冷暖房時の冷
媒の流れ方向を切シ換えるための四方弁６から構成され
ている。ここで、室外熱交換器２は、冷房時には凝縮器
２として作用し、暖房時には、蒸発器として作用するも
のである。また、逆に室内熱交換器３は冷房時には、蒸
発器として、暖房時には凝縮器として作用するものであ
る。以上のようなサイクルのもとで、周波数可変装置６
を用いて圧縮機１を駆動するものであった。周波数の制
御には、四方弁６と室内熱交換器３を接続する冷媒配管
９に設けられた圧力センサ１Ｑにて冷媒圧力を検出し、
この冷媒圧力を一定に保つようにマイクロコンピュータ
応用の制御器７にて周波数の上昇下降の判断を行ないそ
の結果、周波数可変電源装置に運転すべき周波数の制御
信号を送るわけである。

すなわち、室内の設定温度と測定した室温の温度差など
により決定される目標周波数（たとえば、温度差の大き
いときは高い周波数にて駆動し圧縮機１の能力を増加さ
せ、逆に温度差の少ないときは、低い周波数にて駆動し
圧縮機１の能力の低いところに目標周波数を決定する。

）にて駆動される圧縮機１の運転状況を冷房時には、低
圧側圧力で、また暖房時には、高圧側の圧力でそれぞれ
監視する。すなわち圧力がある上限値を越えた場合は、
周波数を２庵程度下降させ、圧力の上昇を避け、また、
圧力が下限値よシ下がった場合は、目標周波数に達っす
るまで２ル程度ずつ周波数を上昇させるのである。

このような監視制御を行い、圧縮機１の運転規格にあっ
た使用を可能とし故障を防ぎ安全長寿命を保つ構成とし
ていた。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、周波数を制御するために必
要となる冷媒圧力を測定し圧力信号を発する圧力センナ
が冷媒ガスの高温、高圧に耐える機能を要求されるため
非常に高価であシ、製品コストが高くなるという問題点
があった。

本発明は、このような問題点を解決するもので、コスト
の安いサーミスタなどのコイル温度センサを用いて室内
熱交換器の飽和冷媒温度を検出し、その信号を用いて周
波数制御を行うことのできる周波数可変型ヒートポンプ
空気調和装置を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明の周波数可変型ヒー
トポンプ空気調和装置は、周波数可変電源装置により駆
動される圧縮機と、室内熱交換器、室外熱交換器、膨張
機構、および四方弁を有して、ヒートポンプサイクルを
形成し、前記室内熱交換器にはその冷媒温度を検出する
コイル温度センナを設置し、前記コイル温度センサによ
り検出した冷媒温度信号を受け、前記冷媒温度を一定に
保つべく前記周波数可変電源装置全制御する制御器を設
けたものである。

作　　用 この構成により、室内側熱交換器に設けられたコイル温
度センナにて、冷房時は飽和蒸発温度、暖房時は、飽和
凝縮温度を検出して、制御器にて、前記飽和冷媒温度を
一定に保つよう周波数の上昇。

下降を決定し、その結果の信号を周波数可変電源装置に
送シ、圧縮機の運転制御を行うこととな一実施例 以下、本発明の一実施例を第１図および、第２図に基づ
き説明する。従来例と同一のものについては同じ番号を
付１．説明を省略する本の、Ｉ−＋丸第１図は、本発明
の一実施例による周波数可変型ヒートポンプ空気調和装
置のヒートボンプサイクル図である。従来例と異なると
ころは、従来例の構成で示した圧カセン丈１ｏの代わ勺
に、一般に用いられ安価なサーミスタなどのコイル温度
センサ８ｔ−室内熱交換器３の冷媒の飽和温度を検出す
るように設け、このコイル温度センサ８を検出温度信号
制御器７へ取シ込み、この制御器７内二前記飽和温度を
一定にすべく周波数の上昇、下降を決定し、その結果の
信号を周波数可変電源装置６へ送り、圧縮機１の運転状
況を監視するのである。

第２図は以上の構成における制御器の暖房時の制御内容
を説明するフローチャートであシ、図中のＦ１〜Ｆ９は
フローチャートのステップを示している。

こ＼でまづＦ２で従来例で説明した室温の測定値と、室
温の設定値の差などから目標周波数を決定し設定する。

次にステップＦ３に進み室内熱交換器３に設置したコイ
ル温度セ／す８が検出した飽和冷媒温度Ｔ０の信号をと
シ込む。Ｆ４で圧縮機１の使用可能な吐出圧力範囲等を
考慮して決め設定された飽和冷媒温度の上限値Ｔｕｐと
検出した飽和冷媒温度Ｔ、とヲＴｕｐ≦Ｔ０の条件で判
断する。この条件がＮｏ即ち、設定された飽和冷媒温度
の上限値Ｔｕｐが検出した飽和冷媒温度Ｔ。よシ大きい
値を示す場合はＦ６に進み、前記と同様に決め設定され
た飽和冷媒温度の下限値”ｄｏｗｎと検出した飽和冷媒
温度Ｔ。とを”ｄｏｗｎ≧Ｔ０の条件で判断する。この
条件がＮＯの場合は、設定した飽和冷媒温度の上限値Ｔ
ｕｐと下限値”ｄｏｗｎの範囲内に入シ故障なく安全に
圧縮機１が運転すると認められるので、運転周波数は変
更しないで同じ周波数で継続して運転し再びステップＦ
２に戻る。

検出した飽和冷媒温度Ｔ。が、設定した飽和冷媒温度の
下限値”ｄｏｗｎよシ小さな値か同じのとき即ちＹＥＳ
の場合はＦ７に進む。こ＼で運転周波数≦目標周波数の
条件を判断し、Ｎｏの場合は目標周波数に達していない
のでＦ９に進み運転を続ける圧縮機１の運転周波数を２
田程度上昇させもＹＥＳの場合のように運転周波数が目
標周波数と同じかそれ以上なるときはＦ４のステップで
設定された飽和冷媒温度の上限値ＴｕＰ′ｆ、越えてい
ないため圧縮機１が過負荷になる恐れはないので運転周
波数の変更なしに運転を継続してＦ３のステップに戻る
。

前述したＦ４のステップの条件において、検出した飽和
冷媒温度Ｔ０が設定した飽和冷媒温度の上限値Ｔｕｐよ
シ大きな値か同じのとき即ちＹＥＳの場合はＦ６に進み
、最低周波数≧運転周波数の条件を判断しＹＥＳ即ち設
定された圧縮機１運転の最低周波数と運転周波数が同じ
であればその最低周波数のま＼で継続して圧縮機１を運
転し、Ｎｏ即ち運転周波数が最低周波数よシ高い場合は
２１程度周波数を下降させる。制御器７はこのような上
述した制御フローを繰返し、室内負荷に応じて能力全調
節し、かつ、圧縮機１の運転が過負荷を避は故障防止を
はかる監視制御をおこなう。

上述した説明により、冷房時も同様な制御が可能である
ことは明らかなので説明を省略する。

発明の効果 以上のように本発明によれば、従来高価な圧力センサを
用いて圧縮機の周波数制御を行っていた周波数可変型ヒ
ートポンプ空気調和装置を室内熱交換器に設けた一般に
用いられ安価なコイル温度センナで圧縮機の周波数制御
を行うように構成したことで、著しくコストの低下がは
かれるという大きな効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による周波数可変型ヒートポ
ンプ空気調和装置を示すヒートポンプサイクル図、第２
図は同制御内容全具体的に示すフローチャート、第３図
は従来のヒートポンプサイクル図である。 １・・・・・・圧縮機、２・・・・・・室外熱交換器、
３・・・・・・室内熱交換器、４・・・・・・膨張機構
、５・・・・・・四方弁、６・・・・・・周波数可変装
置、７・・・・・・制御器、８・・・・・・コイル温度
センナ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 周波数可変電源装置により駆動される圧縮機と室内熱交
   換器、室外熱交換器、膨張機構、および四方弁を有して
   、ヒートポンプサイクルを形成し、前記室内熱交換器に
   はその冷媒温度を検出するコイル温度センサを設置し、
   前記コイル温度センサにより検出した冷媒温度信号を受
   け、前記冷媒温度を一定に保つべく前記周波数可変電源
   装置を制御する制御器を設けてなる周波数可変型ヒート
   ポンプ空気調和装置。