JPH0814672A

JPH0814672A - 冷凍装置

Info

Publication number: JPH0814672A
Application number: JP6148029A
Authority: JP
Inventors: Kazutoyo Kagami; 一豊鏡
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1994-06-29
Filing date: 1994-06-29
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】設定温度までの立上がりが早く且つ効率的な
運転ができる冷凍装置を提供する。【構成】本発明の冷凍装置は、外気温度を検出する外
気温検出手段１１と、インバータ圧縮機１の周波数を変
化させるコンバータ１０と、このコンバータによる周波
数の変化速度を前記外気温検出手段１１により検出した
温度に基づいて変える速度可変手段とを備え、検出した
外気温度に応じてインバータ圧縮機の周波数を変化させ
る際に、その周波数の変化速度を可変とし、外気温度に
応じた周波数の変化速度を決定（Ｓ１〜Ｓ５）する。こ
れにより、高圧カット等を防止しつつ、設定温度までの
立上がり速度を速く且つ効率的におこなうことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インバータ圧縮機、凝
縮器、膨脹弁及び蒸発器を環状に接続してなる冷凍装置
に関し、特に、要求される負荷に応じてその冷凍装置の
インバータ圧縮機の周波数を変える冷凍装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の冷凍装置を用いた空気調和機で
は、圧縮機としてインバータ圧縮機（可変容量圧縮機）
を用い、要求される負荷に応じて圧縮機の出力を変える
構成が公知である。

【０００３】かかる空気調和機では、起動開始からイン
バータ圧縮機を所定の出力（例えば最大出力）まで上昇
させるまで、従来は一律にその上昇速度を一定にしてい
た。例えば、１Ｈz ／５sec の上昇速度で圧縮機の最高
周波数まで周波数をあげていた。

【０００４】これに対して、最近の空気調和機において
は、より良好な快適さを得るために、起動時の吹出温度
の立上がりの早さや、スイッチをいれてから設定室温に
なるまでの時間を短くする要求が高く、寒冷地等におけ
る暖房では、そのような要求が特に高い。

【０００５】このような要求に対して、特公平４ー６３
９７７号公報には、外気温度を検出して、かかる外気温
度に応じて、圧縮機の運転周波数を決定する構成が開示
されている。即ち、この公報に開示の空気調和機では、
外気温度と室内温度とを比較して、一定の基準値より高
い場合は、圧縮機の出力を最高にし、低い場合にはこれ
より低い周波数に制限して、空気調和機の効率的な運転
を図っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、単に、外気温
度に応じて圧縮機の出力を決定しただけでは、設定温度
に達するまでの効率的運転は達成されるが、運転が立上
がるまでの時間がかかるといういう問題がある。

【０００７】この場合、一律に圧縮機の周波数の上昇速
度を速くし、常に最高の上昇速度で所定の周波数まで圧
縮機の周波数を上げることも考えられるが、常に最高の
上昇速度で圧縮機の周波数を上げると、例えば、暖房運
転時に外気温度が高く室内ユニットの運転出力（室内ユ
ニットの運転馬力）が小さい場合には、制御における応
答の遅れから、圧縮機の咄出圧力が異常に高くなって高
圧カットに至り、効率的な運転ができないという問題点
がある。

【０００８】従って、本発明の目的は、設定温度までの
立上がりが早く且つ効率的な運転ができる冷凍装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の本発明は、インバ
ータ圧縮機、凝縮器、膨脹弁及び蒸発器を環状に接続し
てなる冷凍装置において、外気温度を検出する外気温検
出手段と、前記インバータ圧縮機へ供給される周波数を
変化させるコンバータと、このコンバータによる周波数
の変化速度を前記外気温検出手段により検出した温度に
基づいて変える速度可変手段とを備えている。

【００１０】第２の本発明は、インバータ圧縮機、凝縮
器、膨脹弁及び蒸発器を環状に接続してなる冷凍装置に
おいて、外気温度を検出する外気温検出手段と、室内の
負荷を検出する負荷出力検出手段と、前記インバータ圧
縮機へ供給される周波数を変化させるコンバータと、前
記外気温検出手段による検出値と負荷出力検出手段によ
る検出値とを比較した値に基づいて、前記コンバータに
よる周波数の変化速度を変える速度可変手段とを備えて
いる。

【００１１】

【作用】第１の本発明の冷凍装置は、外気温度に応じて
インバータ圧縮機へ供給される周波数を変化させる際
に、その周波数の変化速度を可変とし、外気温度に応じ
た周波数の変化速度を決定する。例えば、暖房運転時に
外気温度が低い場合には圧縮機の周波数を上昇させる際
に、その周波数の上昇速度を１Ｈz ／１sec と速くし、
外気温度が高い場合には１Ｈz ／３０sec と周波数の上
昇速度を遅くする。従って、高圧カットのおそれが少な
く、外気温度に応じて設定温度までの立上がり速度を速
く且つ効率的におこなうことができる。

【００１２】第２の本発明は、外気温度と室内の負荷と
を比較して、周波数の変化速度を決定する。例えば、暖
房運転時に外気温度が低い場合で且つ室内の負荷が大き
い場合には圧縮機の周波数を上昇させる際に、その周波
数の上昇速度を１Ｈz ／１sec と速くし、外気温度が高
く且つ室内負荷が小さい場合には１Ｈz ／３０sec と周
波数の上昇速度を遅くする。これにより、外気温度のみ
ならず、室内の負荷をも考慮して圧縮機の上昇速度を変
化させているから、第１の発明に加えて室内の負荷をも
考慮した更に効率のよい運転ができる。

【００１３】尚、冷房運転のときにも暖房運転時と同様
に低圧カットや凍結防止が図られて、設定温度までの立
上がりが早く且つ効率的な運転ができる。

【００１４】

【実施例】以下に、添付図面を参照して本発明の一実施
例を詳細に説明する。

【００１５】図１は本発明の冷凍装置の一例として、冷
房と暖房とを行うヒートポンプ式空気調和機を示すもの
であり、図中符号１は室外ユニット２に設けられた圧縮
機で、この圧縮機１に四方弁３を介して室外熱交換器４
を接続すると共に、四方弁３には、更に室内ユニット６
の室内熱交換器７を接続し、且つ室外ユニット２内には
前記室内熱交換器７と室外熱交換器４との間に電気式膨
脹弁８が設けられている。

【００１６】圧縮機１は、その吐出容量が可変であるイ
ンバータ圧縮機が用いられおり、１台に限らず２台であ
ってもよい。このインバータ圧縮機１は、その吐出容量
はこのインバータ圧縮気１に供給される（電源）周波数
によって決定され、この周波数は、コンバータ１０から
の信号を受けて所定の周波数の運転がされるように制御
されている。

【００１７】尚、圧縮機１の吸入側には、アキュムレー
タ９が設けられている。

【００１８】室外ユニット２には、室外温度を検知する
外気温度検出器（外気温度検出手段）１１が設けられて
おり、この外気温度検出器１１は制御装置１３に検知信
号を送信する。また、室内ユニット６には、室内ユニッ
トの負荷（設定温度や運転馬力）を検知し、これを制御
装置１３へ送信する負荷出力検出器１５及び室内温度の
検出器１６が設けられており、室内ユニット６の負荷出
力と室内温度に応じた運転制御をするようになってい
る。

【００１９】負荷出力検出器１５は、室内ユニット６に
おける送風機等の出力や室内熱交換器７が複数ある場合
にはそれらの合計の出力を負荷出力として検知するもの
であるが、外気温度と室内温度差による負荷を検出する
ものであってもよい。

【００２０】制御装置１３は、外気温度検出器１１の検
出値及び室内ユニット２の運転出力（運転馬力）値に基
づいて所定の演算をして、圧縮機１の運転周波数を決定
する。

【００２１】同時に、制御装置１３では、速度可変手段
１７が、運転周波数に至るまでの圧縮機１の周波数を上
昇させる上昇速度を決定し、その上昇速度に基づいて、
コンバータ１０を介して圧縮機１を駆動するようになっ
ている。

【００２２】次に、本実施例の作用を説明する。

【００２３】冷房運転においては、冷媒は、圧縮機１か
ら吐出され、四方弁３より室外熱交換器４、電気式膨脹
弁８、室内熱交換器７、アキュームレータ９を経て圧縮
機１に戻る流れとなる（第１図破線矢印参照）。また、
暖房運転においては、冷媒は、前記と逆に圧縮機１から
の冷媒が室内熱交換器７から電気式膨脹弁８を介して室
外熱交換器４を経てアキュームレータ９及び圧縮機１に
戻る流れとなる（第１図実線矢印参照）。

【００２４】本実施例では、図３の制御フローを参照し
ながら暖房運転時の圧縮機の周波数制御について説明す
る。

【００２５】制御動作が開始すると、ステップＳ１にお
いて、外気温度検出器１１が外気温度を検出して、制御
装置１３にその検出した値の検出信号を発する。続い
て、ステップＳ２において、室内ユニットの負荷出力検
出器１５が検出した値の検出信号を発する。

【００２６】ステップＳ３では、室内温度検出器１６か
らの検出値をも取り入れて、圧縮機１の運転出力を決定
し、これにより、圧縮機１の設定周波数が決定される。

【００２７】続いて、ステップＳ４では、速度可変手段
１７が圧縮機の周波数上昇速度を決定する。このように
周波数の上昇速度を決定することにより、設定室温まで
の立上がりを早くしつつ、高圧カットを防止して、効率
的且つ安全な運転を図っている。

【００２８】周波数上昇速度の決定に際しては、例え
ば、図２に示すような、室内ユニットの運転出力（運転
馬力）と外気温度との関係から予じめいくつかの段階に
設定した上昇速度を選択する。尚、室内ユニット６の運
転出力は室内の設置温度と室内温度に際によって要求さ
れる負荷であってもよい。

【００２９】即ち、図２は熱源温度である室外温度（外
気温度）を縦軸にとり、室内負荷（室内運転馬力）を横
軸にとり、一定の関係にある領域を図中Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
の４段階に分けたものである。

【００３０】室内運転馬力を任意の馬力を境にこれより
大きいか小さいかの２段階に分け、同様に外気温度を任
意の値を境にこれより大きいか小さいかの２段階に分
け、これらの室内運転馬力の２段階と外気温度の２段階
との組み合わせによりＡ〜Ｄの４段階に分けたものであ
る。

【００３１】本実施例では、外気温度が高く且つ室内負
荷が小さいＡ段階では１Ｈz ／３０SEC と圧縮機の周
波数上昇速度は一番遅くゆっくりである。外気温度が高
く且つ室内負荷が大きい、外気温度が低く且つ室内負荷
が小さいＢ段階では１Ｈz ／１５SEC 、外気温度が低く
且つ室内負荷が小さく、または外気温度が高く且つ室内
負荷が大きいＣ段階では１Ｈz ／５SEC 、外気温度が低
く且つ室内負荷が大きいＤ段階では１Ｈz ／１SEC に設
定している。従って、Ａ段階が一番上昇速度が遅く、
Ｂ、Ｃ段階へ移るにしたっがて次第に遅くなり、Ｄ段階
が一番周波数の上昇速度が遅くなる。

【００３２】このような複数の段階の区分に設定したの
は、外気温度が高いときに圧縮機の周波数上昇速度を早
くすると高圧カットが生じるおそれがあるため、かかる
高圧カットを防止するため周波数上昇速度を遅くしたの
である。一方、外気温度が高いときは周波数上昇速度を
遅くしても設定室温まで容易に高めることができ、立上
がり特性が劣るということがない。尚、いうまでもな
く、設定段階は４段階に限るものでなく、５段階、６段
階等にいくつの段階に設定しても良い。

【００３３】一方、外気温度が低いときには、圧縮機１
の上昇速度を早くしても高圧カットが生じるおそれが少
ないため、周波数上昇速度を早くして立上がりを早くし
たのである。これにより、外気温度が低いときに設定室
温まで短時間で高めることができ、素早い立上がり特性
を得ることができる。

【００３４】例えば、上昇速度が最大のＤの場合、圧縮
機が最大能力になるまで、従来８〜１０分かかっていた
のを１分程度にすることができ、熱源温度たる外気温度
が低く、且つ室内運転馬力が大きくて凝縮温度が上昇し
にくい場合には、圧縮機の能力を素早く上昇させてい
る。

【００３５】ステップＳ５では、ステップＳ４で決定し
た上昇速度の段階に基づいて、速度可変手段１７がコン
バータ１０に所定の速度で周波数を上昇させる。具体的
には、コンバータ１０のタイマーを所定の値に設定する
もので、例えば、Ａ段階では３０秒毎に１周波数を上
げ、Ｄ段階では１秒毎に１周波数を上げていくようにタ
イマーをセットして終了する。

【００３６】本実施例によれば、外気温度と室内の負荷
出力とを比較して、周波数の変化速度を決定しているの
で、設定温度までの立上がり速度を速く且つ効率的にお
こなうことができる。更に、外気温度のみならず、室内
の負荷をも考慮して圧縮機の上昇速度を変化させている
から、室内出力や室内温度等をも考慮し、早く設定室温
までの上昇が要求される場合には迅速な立上がりがで
き、快適な空気調和機を提供することができる。

【００３７】本発明は上述した実施例に限定されず、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。

【００３８】例えば、上述した実施例では、暖房運転を
例に用いて説明したが、これに限らず、冷房運転におい
ても同様な効果を得ることができる。

【００３９】また、圧縮機の周波数を上昇速度に限ら
ず、下降速度においても同様な制御をおこなうものであ
ってもよい。また、水冷式では熱源水温度としても同様
である。

【００４０】更に、圧縮機の吐出温度、電流値、室内熱
交換器におけ室内熱交換温度等を考慮して、周波数上昇
速度を決定するものであってもい。

【００４１】

【発明の効果】第１の本発明によれば、要求される負荷
等に応じてインバータ圧縮機へ供給される周波数を変化
させる際に、その周波数の変化速度を可変とし、外気温
度に応じた周波数の変化速度を決定している。これによ
り、高圧カット等を防止しつつ、設定温度までの立上が
り速度を速く且つ効率的におこなうことができる。

【００４２】第２の本発明によれば、外気温度と室内の
負荷とを比較して、周波数の変化速度を決定している。
これにより、外気温度のみならず、室内ユニットの出力
をも考慮して圧縮機の上昇速度を変化させているから、
第１の発明に加えて室内出力をも考慮して、快適で且つ
効率のよい運転ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる冷凍装置の回路図であ
る。

【図２】本発明の実施例による周波数の変化速度の段階
を示すグラフ図である。

【図３】本発明の実施例による圧縮機の周波数上昇速度
の制御フローを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１圧縮機１０コンバータ１１外気温度検出器１３制御装置１５負荷出力検出器（負荷出力検出手段）１７速度可変手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インバータ圧縮機、凝縮器、膨脹弁及び蒸
発器を環状に接続してなる冷凍装置において、外気温度を検出する外気温検出手段と、前記インバータ
圧縮機へ供給される周波数を変化させるコンバータと、
このコンバータによる周波数の変化速度を前記外気温検
出手段により検出した温度に基づいて変える速度可変手
段とを備えることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】インバータ圧縮機、凝縮器、膨脹弁及び蒸
発器を環状に接続してなる冷凍装置において、外気温度を検出する外気温検出手段と、室内の負荷を検
出する負荷出力検出手段と、前記インバータ圧縮機へ供
給される周波数を変化させるコンバータと、前記外気温
検出手段による検出値と負荷出力検出手段による検出値
とを比較した値に基づいて、前記コンバータによる周波
数の変化速度を変える速度可変手段とを備えることを特
徴とする冷凍装置。