JPS6334377B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6334377B2 JPS6334377B2 JP59057863A JP5786384A JPS6334377B2 JP S6334377 B2 JPS6334377 B2 JP S6334377B2 JP 59057863 A JP59057863 A JP 59057863A JP 5786384 A JP5786384 A JP 5786384A JP S6334377 B2 JPS6334377 B2 JP S6334377B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacity
- compressor
- cooling
- heating
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は能力制御圧縮機を有するヒートポンプ
式空気調和機に関するもので、その目的とすると
ころは、冷房運転時の空気調和機の立上がりを良
好にすると共に、冷房負荷および暖房負荷に対応
して圧縮機の能力を効率よく制御しようとするも
のである。
式空気調和機に関するもので、その目的とすると
ころは、冷房運転時の空気調和機の立上がりを良
好にすると共に、冷房負荷および暖房負荷に対応
して圧縮機の能力を効率よく制御しようとするも
のである。
最近、ヒートポンプ式空気調和機の省エネルギ
を図る手段として冷房あるいは暖房負荷に応じて
空気調和機の能力を制御するため、圧縮機の能力
を制御しようとする方法が検討されている。例え
ば、ヒートポンプ式空気調和機で室内を空気調和
する様な地区では一般に暖房負荷より冷房負荷の
方が低く、これに対応して冷房運転時は圧縮機を
低能力運転、暖房運転時には高能力運転するよう
に制御し、空気調和機の冷暖房能力を負荷に対応
させ、特に冷房運転時の効率の向上を図つたもの
があるが、冷房運転時には圧縮機が低能力運転す
るため、起動時の立上がりが遅い欠点があつた。
この欠点をおぎなう為に圧縮機の起動時所定時
間、その圧縮機を高能力運転するものがあるが、
常に所定時間高能力運転する制御では、起動時の
負荷の低い場合、空調機の能力が大きすぎ効率の
低い運転をよぎなくされていた。
を図る手段として冷房あるいは暖房負荷に応じて
空気調和機の能力を制御するため、圧縮機の能力
を制御しようとする方法が検討されている。例え
ば、ヒートポンプ式空気調和機で室内を空気調和
する様な地区では一般に暖房負荷より冷房負荷の
方が低く、これに対応して冷房運転時は圧縮機を
低能力運転、暖房運転時には高能力運転するよう
に制御し、空気調和機の冷暖房能力を負荷に対応
させ、特に冷房運転時の効率の向上を図つたもの
があるが、冷房運転時には圧縮機が低能力運転す
るため、起動時の立上がりが遅い欠点があつた。
この欠点をおぎなう為に圧縮機の起動時所定時
間、その圧縮機を高能力運転するものがあるが、
常に所定時間高能力運転する制御では、起動時の
負荷の低い場合、空調機の能力が大きすぎ効率の
低い運転をよぎなくされていた。
第１図に圧縮機の能力Ｑに対する空気調和機の
エネルギ効率EERを示すように、Ｑが小さくな
ればEERは上昇し、高効率運転ができる。すな
わち圧縮機は負荷に応じて低能力運転する事によ
り空気調和機の効率が上昇する。
エネルギ効率EERを示すように、Ｑが小さくな
ればEERは上昇し、高効率運転ができる。すな
わち圧縮機は負荷に応じて低能力運転する事によ
り空気調和機の効率が上昇する。
本発明は以上の様な従来技術の改良であり、立
上がりが速く、しかも高効率な制御を行なう空気
調和機を提供するものである。
上がりが速く、しかも高効率な制御を行なう空気
調和機を提供するものである。
第２図は本発明空気調和機の一実施例でセパレ
ート型空気調和機に応用したものである。
ート型空気調和機に応用したものである。
１は室外ユニツト、２は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、冷暖切換弁５、室外熱交換器６、この
室外熱交換器６に通風する室外フアン７、及び減
圧装置８を有する。室内ユニツト２には室内熱交
換器９、この室内熱交換器９に室内空気を通風す
る室内フアン１０、室温検知器１０、及び調節器
１１が設けられている。これらの圧縮機３、冷暖
房切換弁５、室外熱交換器６、減圧装置８、室内
熱交換器９などを配管にて接続しヒートポンプ式
冷媒回路が形成され、室内熱交換器９で吸熱又は
加熱が行なわれ室内を冷房又は暖房をする。この
切換が冷暖切換弁５で行なわれる。前記圧縮機３
の能力制御は前記モータ４の回転速度を変化する
ことにより可能であり、このモータ４の回転速度
はその電源の電圧及び周波数を変化する事により
制御され、それらは制御装置１２により制御され
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１２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Tr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、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３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，Tr4，Tr5，Tr6，Tr7をそれぞれ
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からの逆記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は冷
暖切換信号器であり、その信号を速度信号回路Ｅ
に入力すると共に、前記冷暖切換弁５に入力し、
冷暖房の切換えを行なう。Ｉは起動制御器であり
起動制御信号を前記速度信号回路Ｅに入力する。
Ｊは差信号発生器であり室内空気温度を検知する
前記室温検知器１０と室温の設定温度を指令する
前記調節器１１の差信号ΔEを発生させ、速度信
号回路Ｅに入力する。
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、冷暖切換弁５、室外熱交換器６、この
室外熱交換器６に通風する室外フアン７、及び減
圧装置８を有する。室内ユニツト２には室内熱交
換器９、この室内熱交換器９に室内空気を通風す
る室内フアン１０、室温検知器１０、及び調節器
１１が設けられている。これらの圧縮機３、冷暖
房切換弁５、室外熱交換器６、減圧装置８、室内
熱交換器９などを配管にて接続しヒートポンプ式
冷媒回路が形成され、室内熱交換器９で吸熱又は
加熱が行なわれ室内を冷房又は暖房をする。この
切換が冷暖切換弁５で行なわれる。前記圧縮機３
の能力制御は前記モータ４の回転速度を変化する
ことにより可能であり、このモータ４の回転速度
はその電源の電圧及び周波数を変化する事により
制御され、それらは制御装置１２により制御され
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１２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Tr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、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３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，Tr4，Tr5，Tr6，Tr7をそれぞれ
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からの逆記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は冷
暖切換信号器であり、その信号を速度信号回路Ｅ
に入力すると共に、前記冷暖切換弁５に入力し、
冷暖房の切換えを行なう。Ｉは起動制御器であり
起動制御信号を前記速度信号回路Ｅに入力する。
Ｊは差信号発生器であり室内空気温度を検知する
前記室温検知器１０と室温の設定温度を指令する
前記調節器１１の差信号ΔEを発生させ、速度信
号回路Ｅに入力する。
次に動作を説明する。暖房運転時、冷暖切換信
号器Ｈからの信号により冷暖切換弁５を暖房運転
に設定すると共に速度信号回路Ｅに暖房運転の信
号を入力する。また差信号発生器Ｊより室内空気
温度と室温設定温度の差信号であるΔEが速度信
号回路Ｅに入力される。第３図はこの差信号ΔE
と速度信号回路Ｅからの速度信号Vsとの関係を
示す。すなわち暖房運転時には差信号ΔEの変化
に対し、速度信号Vsの値はVsLよりVSHまでの値
を出力する。差信号ΔEが設定値と室温の差が大
きい程大きくなり、これに対し速度信号VSは差
信号ΔEが所定の範囲内では差信号ΔEに比例する
が差信号ΔEが十分に大きな領域ではVS＝VSH一
定に、また差信号ΔEが小さい領域ではVS＝VSL
一定又は零となると共にヒステリシス特性を持
つ。この速度信号VSはモータ４及び圧縮機３の
回転速度を設定するものであり、最高速度及び最
低速度を規定して機換的強度騒音振動及び効率の
問題を解決すると共に、ヒステリシス特性により
圧縮機のひんぱんな起動停止を防止している。第
４図は速度信号VSに対し圧縮機の回転速度が変
化する事による圧縮機能力Ｑの特性であり、VS
が大きくなればＱはほぼ比例的に大きくなる。こ
のような特性により、暖房運転の起動時及び通常
運転時、室温と室温設定温度との差信号ΔEによ
り圧縮機３の能力は最小能力QLより最大能力QH
までの範囲あるいは圧縮機の停止により運転制御
される。
号器Ｈからの信号により冷暖切換弁５を暖房運転
に設定すると共に速度信号回路Ｅに暖房運転の信
号を入力する。また差信号発生器Ｊより室内空気
温度と室温設定温度の差信号であるΔEが速度信
号回路Ｅに入力される。第３図はこの差信号ΔE
と速度信号回路Ｅからの速度信号Vsとの関係を
示す。すなわち暖房運転時には差信号ΔEの変化
に対し、速度信号Vsの値はVsLよりVSHまでの値
を出力する。差信号ΔEが設定値と室温の差が大
きい程大きくなり、これに対し速度信号VSは差
信号ΔEが所定の範囲内では差信号ΔEに比例する
が差信号ΔEが十分に大きな領域ではVS＝VSH一
定に、また差信号ΔEが小さい領域ではVS＝VSL
一定又は零となると共にヒステリシス特性を持
つ。この速度信号VSはモータ４及び圧縮機３の
回転速度を設定するものであり、最高速度及び最
低速度を規定して機換的強度騒音振動及び効率の
問題を解決すると共に、ヒステリシス特性により
圧縮機のひんぱんな起動停止を防止している。第
４図は速度信号VSに対し圧縮機の回転速度が変
化する事による圧縮機能力Ｑの特性であり、VS
が大きくなればＱはほぼ比例的に大きくなる。こ
のような特性により、暖房運転の起動時及び通常
運転時、室温と室温設定温度との差信号ΔEによ
り圧縮機３の能力は最小能力QLより最大能力QH
までの範囲あるいは圧縮機の停止により運転制御
される。
一般に起動時は室温と設定温度との差は大きい
為最大能力QHあるいは最大能力QHに近い能力で
圧縮機は運転され、以後起動時と同様に室温と設
定温度との差により、すなわち負荷に応じて圧縮
機３の能力は制御される。以上の様に制御される
圧縮機３より吐出された高温高圧の冷媒は冷暖切
換弁５を介して室内熱交換器９に流入して放熱し
て室内を暖房し減圧装置８で減圧膨脹し室外熱交
換器６で吸熱蒸発して冷暖切換弁５を介して圧縮
機３にもどる。
為最大能力QHあるいは最大能力QHに近い能力で
圧縮機は運転され、以後起動時と同様に室温と設
定温度との差により、すなわち負荷に応じて圧縮
機３の能力は制御される。以上の様に制御される
圧縮機３より吐出された高温高圧の冷媒は冷暖切
換弁５を介して室内熱交換器９に流入して放熱し
て室内を暖房し減圧装置８で減圧膨脹し室外熱交
換器６で吸熱蒸発して冷暖切換弁５を介して圧縮
機３にもどる。
次に冷房運転を説明する。
冷暖切換信号器Ｈより冷房運転の信号が冷暖切
換弁５に入力され、この冷暖切換弁５が作動し前
記冷媒回路が冷房運転に切りかわると共に、前記
信号が速度信号回路Ｅに入力される。差信号発生
器Ｊからは暖房運転と同様に室内空気温度と室温
設定温度との差を検知しその差信号ΔEが速度信
号回路Ｅに入力される。この時暖房運転時とは
ΔEの符号が逆となるが、速度信号回路Ｅ内で符
号を逆転させ、暖房運転と同様に室温と室温設定
値との差信号ΔEが大きくなれば速度信号VSが大
きくなる様に制御されるが、ΔEが十分大きな領
域では速度信号VSがVSHより低い値のVSMの値、
一定となる様に制御される。この結果、冷房運転
時の圧縮機３の最大能力は第３の能力QMとなり
暖房運転の最大能力QHより低い値となる。この
ように暖房運転と冷房運転時の負荷の差に対応し
て圧縮機３の最大能力を規定し、冷房運転時の効
率の向上を図る。冷房運転の起動時、起動制御器
Ｉからの信号により所定時間速度信号VSは通常
運転時の最高値であるVSMより高いVSHまでの信
号を発する事が出来る様に制御される。この結
果、起動時の圧縮機３は最大能力として前記暖房
運転時の最大能力QHまでの能力を発揮すること
が出来る。この結果、室温と室温設定値との差信
号ΔEにより、最小値QLより最大値QHまでの範囲
で制御することができ、負荷の高い場合には最大
能力QHで圧縮機３は運転されるため立上がりが
非常に良好な空気調和機とする事ができるととも
に、起動時の負荷が低い場合には、その負荷に対
応して圧縮機３の能力は低下してあるいは負荷が
さらに低い場合には圧縮機を停止して制御され効
率の良い運転が可能となる。冷房運転時この様に
制御される圧縮機３により吐出された冷媒は冷暖
切換弁５を通り室外熱交換器６で放熱凝縮し減圧
装置８で減圧膨脹し室内熱交換器９で室内空気を
冷却し、再び冷暖切換弁５を介して圧縮機３へ戻
る。
換弁５に入力され、この冷暖切換弁５が作動し前
記冷媒回路が冷房運転に切りかわると共に、前記
信号が速度信号回路Ｅに入力される。差信号発生
器Ｊからは暖房運転と同様に室内空気温度と室温
設定温度との差を検知しその差信号ΔEが速度信
号回路Ｅに入力される。この時暖房運転時とは
ΔEの符号が逆となるが、速度信号回路Ｅ内で符
号を逆転させ、暖房運転と同様に室温と室温設定
値との差信号ΔEが大きくなれば速度信号VSが大
きくなる様に制御されるが、ΔEが十分大きな領
域では速度信号VSがVSHより低い値のVSMの値、
一定となる様に制御される。この結果、冷房運転
時の圧縮機３の最大能力は第３の能力QMとなり
暖房運転の最大能力QHより低い値となる。この
ように暖房運転と冷房運転時の負荷の差に対応し
て圧縮機３の最大能力を規定し、冷房運転時の効
率の向上を図る。冷房運転の起動時、起動制御器
Ｉからの信号により所定時間速度信号VSは通常
運転時の最高値であるVSMより高いVSHまでの信
号を発する事が出来る様に制御される。この結
果、起動時の圧縮機３は最大能力として前記暖房
運転時の最大能力QHまでの能力を発揮すること
が出来る。この結果、室温と室温設定値との差信
号ΔEにより、最小値QLより最大値QHまでの範囲
で制御することができ、負荷の高い場合には最大
能力QHで圧縮機３は運転されるため立上がりが
非常に良好な空気調和機とする事ができるととも
に、起動時の負荷が低い場合には、その負荷に対
応して圧縮機３の能力は低下してあるいは負荷が
さらに低い場合には圧縮機を停止して制御され効
率の良い運転が可能となる。冷房運転時この様に
制御される圧縮機３により吐出された冷媒は冷暖
切換弁５を通り室外熱交換器６で放熱凝縮し減圧
装置８で減圧膨脹し室内熱交換器９で室内空気を
冷却し、再び冷暖切換弁５を介して圧縮機３へ戻
る。
以上の実施例において冷房運転起動時、圧縮機
３は暖房運転時の最大能力QHまで制御範囲を拡
大して制御されるが、能力QHまで能力を上昇さ
せずに能力QMよりQHまでの起動時の立上がりに
十分な適当な値まで上昇させる様にしてもよい。
また上記実施例では圧縮機の能力を連続的に制御
したが、連続制御させない場合には少なくとも圧
縮機の停止、能力QL、能力QM、能力QHの３段階
の能力制御あるいはこれよりも多段階の圧縮機の
能力制御を行うものであればよい。
３は暖房運転時の最大能力QHまで制御範囲を拡
大して制御されるが、能力QHまで能力を上昇さ
せずに能力QMよりQHまでの起動時の立上がりに
十分な適当な値まで上昇させる様にしてもよい。
また上記実施例では圧縮機の能力を連続的に制御
したが、連続制御させない場合には少なくとも圧
縮機の停止、能力QL、能力QM、能力QHの３段階
の能力制御あるいはこれよりも多段階の圧縮機の
能力制御を行うものであればよい。
前記の実施例から明らかなように、本願発明の
ヒートポンプ式空気調和機は少なくとも３段階の
能力制御可能な圧縮機と、冷暖切換弁と、熱源側
熱交換器と減圧装置と利用側熱交換器とを配管に
て接続したヒートポンプ式冷媒回路を有し、冷暖
切換弁を作動させ暖房運転と冷房運転に切換える
冷暖房切換信号器と、圧縮機を暖房運転時には最
小能力QLから最大能力QHまでの制御範囲に、冷
房運転時には最小能力QLから第３の能力QM（QM
＜QH）までの制御範囲に能力制御する能力制御
回路と圧縮機の冷房運転起動時に所定の時間圧縮
機の第３の能力QMを最大能力QHまでの適当な能
力へ上昇させる信号を能力制御回路に出力する能
力制御信号発生部からなる能力制御装置とを設け
たものであり、冷房運転及び暖房運転の両運転状
態において圧縮機の能力制御を行ない、しかも暖
房運転時より冷房運転時の方がその最大能力を低
くしてヒートポンプ式空気調和機の負荷に見合つ
た能力によりエネルギ損失の少ない高効率でかつ
冷房運転時の空気調和機の立上がりを良好なヒー
トポンプ式空気調和機を提供することができる。
ヒートポンプ式空気調和機は少なくとも３段階の
能力制御可能な圧縮機と、冷暖切換弁と、熱源側
熱交換器と減圧装置と利用側熱交換器とを配管に
て接続したヒートポンプ式冷媒回路を有し、冷暖
切換弁を作動させ暖房運転と冷房運転に切換える
冷暖房切換信号器と、圧縮機を暖房運転時には最
小能力QLから最大能力QHまでの制御範囲に、冷
房運転時には最小能力QLから第３の能力QM（QM
＜QH）までの制御範囲に能力制御する能力制御
回路と圧縮機の冷房運転起動時に所定の時間圧縮
機の第３の能力QMを最大能力QHまでの適当な能
力へ上昇させる信号を能力制御回路に出力する能
力制御信号発生部からなる能力制御装置とを設け
たものであり、冷房運転及び暖房運転の両運転状
態において圧縮機の能力制御を行ない、しかも暖
房運転時より冷房運転時の方がその最大能力を低
くしてヒートポンプ式空気調和機の負荷に見合つ
た能力によりエネルギ損失の少ない高効率でかつ
冷房運転時の空気調和機の立上がりを良好なヒー
トポンプ式空気調和機を提供することができる。
第１図は圧縮機能力とエネルギ効率の関係を示
す特性図、第２図は本発明ヒートポンプ式空気調
和機の一実施例の回路図、第３図は上記ヒートポ
ンプ式空気調和機の速度信号回路の特性図、第４
図は上記ヒートポンプ式空気調和機の速度信号と
圧縮機能力の関係特性図である。 ３……圧縮機（能力制御圧縮機）、５……冷暖
切換弁、６……室外熱交換器（熱源側熱交換器）、
８……減圧装置、９……室内熱交換器（利用側熱
交換器）、１２……制御装置。
す特性図、第２図は本発明ヒートポンプ式空気調
和機の一実施例の回路図、第３図は上記ヒートポ
ンプ式空気調和機の速度信号回路の特性図、第４
図は上記ヒートポンプ式空気調和機の速度信号と
圧縮機能力の関係特性図である。 ３……圧縮機（能力制御圧縮機）、５……冷暖
切換弁、６……室外熱交換器（熱源側熱交換器）、
８……減圧装置、９……室内熱交換器（利用側熱
交換器）、１２……制御装置。
Claims (1)
- １ 少なくとも３段階の能力制御可能な圧縮機
と、冷暖切換弁と、熱源側熱交換器と減圧装置
と、利用側熱交換器とを配管にて接続したヒート
ポンプ式冷媒回路を有し、前記冷暖切換弁を作動
させ暖房運転と冷房運転に切換える冷暖房切換信
号器と、前記圧縮機を暖房運転時に最小能力QL
から最大能力QHまでの制御範囲に能力制御し、
冷房運転時に、前記最小能力QLから第３の能力
QM（QM＜QH）までの制御範囲に能力制御する能
力制御回路と前記圧縮機の冷房運転起動時に所定
の時間前記圧縮機の第３の能力QMを最大能力QH
までの適当る能力へ上昇させる信号を前記能力制
御回路に出力する能力制御信号発生部から構成さ
れた能力制御装置を設けたヒートポンプ式空気調
和機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59057863A JPS59189255A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | ヒ−トポンプ式空気調和機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59057863A JPS59189255A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | ヒ−トポンプ式空気調和機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59189255A JPS59189255A (ja) | 1984-10-26 |
| JPS6334377B2 true JPS6334377B2 (ja) | 1988-07-11 |
Family
ID=13067831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59057863A Granted JPS59189255A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | ヒ−トポンプ式空気調和機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59189255A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1220328A4 (en) | 1999-10-07 | 2008-03-12 | Rohm Co Ltd | Photo-interrupter and semiconductor device using it |
-
1984
- 1984-03-26 JP JP59057863A patent/JPS59189255A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59189255A (ja) | 1984-10-26 |
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