JPS59208343A - 空気調和機の能力制御装置 - 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】 なうこと（こよって基（ｖｉ湿温度えパは吹出空り４（
温１蝮をある温度帯域（こ気ｊ寺ル（制御しようとする
空気誠和戟の能力制御装置に関する。

圧＋ｉｉｉ’ｊ砿を台数制御又は答は制御等することで
吹出空気４＝ｊ　Ｊ臭をある温良範囲に制御しようと−
４−る空気調和機として、■００％ｌｊｋ力ー５０％能
力ー〇％能力の容量制御型圧縮機を２谷搭載しこ第１，
を？ｉ＋ｉｔ度調通器により口−１・運転，アン【コー
ド運・１伝ｔこーＪ侯えて能力制御］を行なうものか特
１ル昭，５　７　−　２　８９４８２号公報等によって
提案さ２１，でいるか、空気調和様の能力は過負前条件
で（鍵大きく、怪負荷条件では小さくなるのが普＋＋ｅ
であって、このように使ｊ１４温度範囲て能力が変化す
るのと空気調和機の風母条件か一般ビこ標阜量の８０％
〜１２０％の範ｌ）Ｈにあるために、圧縮（幾の各ステ
ップ間の収出空気温度差は使用条件によって大きく異な
ってくる。

ところで圧縮機を段階的に逓増・逓減能力捕砂ｊ（いわ
り〕るステップ制御）したとき、吹出空気温度の圀化域
か設定温度帯域からはずれると、次の所定時限後に出さ
れろ制御信号（ザンブリング伯母）では元のステップ能
力に戻り、これを繰り返すことになる。

従って、設定温度帯域（温度制御範囲）を、ステップ１
１４」温度赤か最大になるときも頻繁な繰り返しがなさ
れないように広くとるか、あるいはサンプリング時間を
長くとって、圧縮機ステップかＥＪり賛っても圧縮；幾
に能力変化の繰り返しによる悪影響か及ばないよう１こ
してい１ヒ。

そのために吹出空気の温度変化１１ノＪＪ）大きくなっ
て不快感をもたらすのが問題とされていた。

また、上述の卯き処置をとら１式ければ圧縮機の発停回
数か多くなる不都合は避けられなかった。

このように従来のステップ制御方式では問題かあったの
ｌこ対処して、零元明（ｆユその改善を！りＥ刀ｊり吹
出空気温度の変化１１］を可及的に小さくしなから圧縮
機の頻繁な発停を防止することにより快向環境の醸成な
ら０・に；車軸経済性の向上を果させることを目的とす
るものである。

そのためｌこ本発明ｔユ起吻と停止とと圧縮能力の段階
的な増減操作とを行プ、ｒって肖られる曳数のステップ
１七力による多段能力制御がｊｉＪ而な圧縮機を備えた
空気調和機において、第２図々示の如く空調、司象域の
基準（温度を検出し、該基準温度か前記設定温度帯域内
！こめるときはホールド信号を、設定、１′へ度帯域外
にあるときは、その温度条件１こよってロード信号ある
いはアンロード信号を夫々発信する７ｉ！度調節手段と
、ｊ回期的に発信側る信号の周期を短時限（Ｔ、）と長
時限（Ｔ２）とに切゛イえ可能なタイマー回路（３）と
、このタイマー回路（３）の発４港づｇ号に応動して前
記温度調節手段（２）が発信する信号を判断する負＋Ｈ
ｊ判定手段（４）と、この負荷判定手段（４）が判…ｉ
した信号かホールド信号であるときは、現に運転中のス
テップ能力を保持する能力制御指令を出力する一万、ロ
ード信号あるいはアンロード信号であるときは最も近く
て高いかあるい（・よ低（、Ｔｈステップ能力に切替え
る能力制御指令を出力する能力制御手段（５）と、この
能力ＩＬ制御手段（５）からの能力制御指令によって選
ばれたステップ能力が、圧縮機の起動あるいは停ｄ二を
行なわなければ次のステップ能力に移行し得ない能力の
とき（は［涌記タイマー回路（３）の周期を長時限（Ｔ
？）１こ、それ等ステップ１ルカ以外の各ステップ能力
であればｊｊｉＩ記周期全周期限（Ｔ１）に１１択せし
める切替手段（６）とから能力制御装はを、構成せしめ
たものであって、圧縮嘱の発停につながるステップ能力
で運転しているときは、次の能力制御指令を出力ずろま
でのサンプリング時間を池のステップ能力での４１ｉＦ
２のときのサンプリンク時間よりも長くすることにより
、ステップ能力間の空気温度差を小さく抑えｆｉから圧
縮１幾の発停回数をできるだけ少なく−１−ることか可
能となり、ここに所期の目的は達成されるに至ったもの
である。

以下に本発明の１実施例１こついて添付１ｙ、１面を参
。

照しながら詳細に説明する。

オ」１ス１（址本発明の１寞施例に係る冷暖房機の昂沫
回（烙印であって室内ユニツｌ−ＣＩ、ｔＪ）と室外ユ
ニット（ＯｌＵ）と〃・らなる分１雛型のものが示され
る。

室内ユニツｌ−（工、Ｕ）にば１王縮１規ｔｌｌを措ｌ
戊する２台の圧１濱機要素（」−Ａ）、（」Ｂ）それぞ
イｔ１こ対して冷凍１司＋ｉＡか設けられ、圧”Ｒ６槍
要素（ＪＡ）に対しては、四路切換弁（９Ａ）と、アキ
ュムレータ（ＩＩＭ）と、受液器（１壬Ａ）と、逆止弁
（１６Ａ）を並列にυ１ｈえｌこ冷房用膨張弁（１５Ａ
）と室内コイル（１７Ａ）とを組み合わせて２す、圧縮
機要素（ｆｆＩ）に対しては、四路切換弁（９Ｂ）と、
アキュムレータ（１０Ｂ）と、受液器（１４Ｂ）と逆止
弁（１６Ｂ　）を〕ν列に備えた冷、ｌＡ用ｊ影脹弁（
」５Ｂ）と、室内コイル（１７Ｂ　）とを組み合わせて
いる。

そして室内コイル（１７Ａ’）ｊＬ７Ｂ）：は室内ファ
ン（２０）が起生ずる空気流束中に前後の縦列１こ配置
せしめている。

−万、圧縮機要素（ＬＡ）、（ｉＢ）は段階的に圧縮の
容量を制御し得る容量制御型であって、例えば」−００
％能力→５ｆｌ能力→０％能カの３段階に制御用能な圧
縮機を２台使用して、高能力側から１００％＋１（ＪＯ
％の第１ステツプ、１００％−ト５０％の第２ステツプ
、５０％＋５０％のオ；３ステップ、１００％＋Ｏ％）
２′小ステツプ、５０％＋０％の第５ステツプ及び０％
−１−Ｑ％の第６ステツプの６段階の標準能力を冷凍系
全体とした場合に出力し得るよう番こなっている。

次に室外ユニッ）　（０，Ｕ）は、圧廂磯要素（１Ａ）
に対しては、室外コイル（ＬＪ、Ａ）と、逆止弁（１３
Ａ）を並列に備えた暖房用膨張弁（１２Ａ）と、ファン
（１９Ａ）とを有し、また、圧＜Ｈｎ　Ｆｙ＆要素（Ｉ
Ｂ）に対してＩｌｌ、、室外コイル（１１Ｂ）と、逆Ｉ
Ｌ弁（１３Ｂ　）を並列Ｒ：　’＋６Ｍえた暖房用膨張
弁（１２Ｂ”ｌと、ファン（１９Ｂ　）とを有して、そ
れぞれの系統を液覧゛及びカス管によって室内ユニット
（Ｉ、Ｕ）の対応する系統に接、涜することにより、２
経路の可逆冷株ザイクルが構成される。

かくしてん房運転時は第２１ｇｌ　ｉこおいて冷媒が実
線矢示方向に流通して、室外コイル（１１Ａ）、（１１
１３）か耐面器として、室ピココイル（１７Ａ）、（１
７Ｂ）か蒸発器として夫々作用し、暖房運転時（佳冷媒
／Ｊ）破線矢示方向に流通して、室外コイル（」１Ａ）
、（］ＩＢ）が蒸１白器として、室内コイル（１７Ａ）
、（」−７Ｂ）が凝縮器として夫々作用するものである
。

ところで冷房運転を例１ことると、第４！図に示すよう
に、吹出空気温度の設定温度帯域を低くとってＩ届負荷
に対処せしめる状ＪＱ　（／Ｖ）のとき目−１この温度
帯１或内に已含されるステップ能力は第３ステップ（５
０＋５０％）乃至第５ステップ（５０＋Ｑ％）となり、
−万、設定温度帯域を高くとって軽負荷に対処せしめる
状態ｆＢ）のときは、該温度帯域内に包含されるステッ
プ能力（ｌよオ小ステップ（１００＋０％）乃至第６ス
テツプ（０＋０％）となるものであって、状態（Ａ）で
は第５ステツプが運転中の１台を停止することによって
次の全停の第６ステツプに移行するステップ能力に該当
し、また第３ステツプか能力低下側に移行させようとす
れば２台運転中の１台を停止する必要があるステップに
５亥当する。

そこで、能力制御による吹出空気温度一定の運転を行な
う場合に、圧縮機の発停か頻繁に成されないように能力
制御をすることが好ましく、この能力制御装［置を第２
図及び第３図によって説明すると、空調〕に月象域の基
準温度としての吹出空気温度を検出する感温素子とサー
モスタットとからなる温度調節手段（２）、タイマー回
路（３）、負荷判定手段（４）、能力開胸手段（５）及
び切替手段（６）によって上記制御装置か形成される。

温度調節手段（２）ケよ冷房運転の場合をグ１にとると
、数度の帯域を持つ設定温度例えば下限を２０°Ｃ，１
限を２：３°Ｃとした温度ｉコ３℃の設定温度域を有し
ていて、これと吹出空気温度とを比較することにより、
この吹出空気、侃度が設定温度域内に存するときに（は
ホールド信号を、設定温度域外であって上限の２３”Ｃ
より高い条件ではロード信号を、また下限の２０°Ｃよ
り低い条件で（はアンロード信号を夫々発するようにな
っている。

このような３種の信号を発せしめるために（は、オン作
動点か２３°Ｃ，オフ作動点か２２°Ｃのサーモスタッ
トとオン作動点が２１’（’、オフ作動点が２０℃のサ
ーモスタットの２個を１組としてその出力接点のオン、
オフの組み合わせによって３種の異１′諷号を得ること
が可能である。

次にタイマー回路（３）（グ、始動指令を受けると同時
番こ計時を開始して数分程度の所定時限を周期としてパ
ルス信号を繰り返し発信するよう形成しており、この周
期を短時限（Ｔ１）例えば：３分と、長１寺１３艮（Ｔ
２）例えば６分とに切替え衝るようになっている。

このタイマーｉ」路ｔ３ｉ　ｅｌ　ＣＲ回路とトランジ
スタを組み合わせた電子回路によって容易に所要のもの
か与られ、中央演算処理装置（マイクロコンピュータ）
に’ニー　＜　＋４１いられるクロンクパルス回路等が
これに該当する。

負荷判定手段（４）（は温度調魚）手段（２）からの１
≦号を常時受けていて、前記タイマー回路（３）かパル
ス信号を発したときに、その時点の温度調節手段（２）
の発信４号を書き込んでロード信号、アンロード信号、
ボールド信号のいす、ｊ′シかを判断、記憶するよう形
成している。

能力制御手段（５）はタイマー回路（３）からパルス信
号か出される一７ｉ５＋こ、そのときの負荷判定手段（
４）が判断した信号に応した能力制御指令を発して、圧
縮機（■）のアンローダ機構を作動せしめる制御系に出
力するように７．１１っている。

切替手段（６）ニ、能力制御手段１Ｆ５）がら能力制御
指令か出力されると、この出方の種別を判別してこれが
圧’、、ｌｉ’４１幾の起動あるい（は停止によって次
のステップ能力に移行−４−るものであるときはタイマ
ー回路（３）に対し周期を長時限（Ｔ２＝６分）に明絣
えろ一方、それり、外のステップ能力であると雇時限（
Ｔ。

−３分）に切替える如き機能を有している。

この能力制ｍｌＪ装置は次の如く作動されるものであり
、冷房運転の例によって説明する。

な」？、圧にｊ１”ｉ礪の停止により次のステップに移
行する第５ステツプと、同（シ＜圧縮機の停止により次
のステップに移行する第３ステツプとを長時限（Ｔ２）
に設定するためのステップ能カニこ夫々指定する。

温調スイッチを投入■し運転開始すると始動の、際（゛
よ第１ステツプ（Ｌ　００　＋　１００　）の最大能力
を選定＠して起動せしめる。

始動後は負荷に応した能力制御運転か成されるが、切替
手段（６）（は能力制御手段（５）か光イ言しているｊ
１Ｌ力ｊｊｉｉｌ　（ａ指令により選ばれたステップ能
力か何であるかを判別して、第３ステツプあるいは第５
ステツプではない他のステップのときにｌは、短時限（
Ｔ、）すなわち３分の周期を、第３ステツプあるいシ１
第５ステップであるときには、長時限（Ｔ２）すなわち
６分の周期をタイマー回路（３）に対して夫々指定する
Ｏ６ その後、３分あるいは６分の、１．４過（こよってタイ
マー回路（３）から１ｂ号（パルス１占号）か発情＠あ
るいは＠′されると、負荷判定手段１４）ノＪ′−この
ときの温度調頗手段（２）の発情４号を判断のしてこれ
がホールト信号であれば能力制御手段（（））に対して
現在のステップ能力を保持する出力を発せしめ、次シこ
タイマー回路（３）がパルス信号を発信するのに備えし
める。

一力、ロード伯号であれば、能力制御手段（５）をＯ１
■、■の容量逓増ライン側（こ作動させ、逆にアンロー
ド伯母であればθ′、■′、■′の容量」■減ライン１
則に作動させる。

そのうちのロートイ言号てはステップ数を１つ減じる能
力逓噌ｎｕｌｌ　ｌａｃ＋を行なわせ○、最終ｊこ１は
第１ステツプ（１００＋ｌｏＯ％）にとどめる（Ｄ、■
０−万、アンロード・言号で（ワーステップ数を」つ増
やす能力島減制御を行な；４゛９ぜ◎′、最終にけ第６
ステツプ（ｏ＋０１’）にし停止せしめる■′■′０こ
のようにしてステップ能力制御が成されるのでδうる７
Ｊ）、能力を１段低下しようとずＡｃばアンロード機構
を操作するだ＋Ｊで圧縮機（は停止させないステップ能
力か指定さΔｔだときにひよ、次にタイマー回路（３）
か信号を発情するだめの周期を３分に選定する一方、第
３ステツプま−ｌζは第５ステツプ、すなわち、能力を
１段低下させようとすれば圧縮機の停止を必要とするス
テップ能力か指定されたとき（こけ、前記周期を６分に
選定するように切替手段（６）か作動するものであるか
ら、圧’１４ｔ１代の停止頻度を少なく抑えることかで
きる。

以」二の作動は、長時限を指定する対象のステップ能力
を圧縮イ幾の停止につながるものに特定した場合を例示
したが、これを圧圀１或の起動につながるものについて
長時限を指定する対象のステップ能力とするよって変更
することも可能であって、これ（は吹出空気温度の設定
範囲とのｊ力係でいずれ〃１に１元）ｔさオする。

つついて本発明の効果をあけると、本発明でＱ、１月二
縮戟の発停につながろステップ能力か指定されノでとき
だけ、θくの能力制御指令を出すだめの周ノリｊを通富
時よりも長く切替えるよう（こしているので、圧縮機の
発停頻度を少なくして計容限度内に抑えろことが目脂と
なり信頼性の向」二がｉス１れながら、しかも圧縮機の
発停につながるステップ能力を除く他のステップ能力で
運転するときの→）−ンプリンタ周期を短くしているの
で設定温度帯域を超えた場合に（は圧羽百機のステップ
か素早く切り替り、その結果、吹出空気温度の変化中を
小さくすることか回能となるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図ン土本発明の１実施例に係るを気調、ｌｉＩ磯の
冷凍回路図、第２陳（（は本発明の槁成を明示するため
のブロック図、第３図は同じくフローチャート図、第４
・図は圧縮機ステップ能力−吹出空気温度関係線図であ
る。 （２］　　　　温度４１旧ン］）手段。 （３）　　　　タイマー回路。 （４）　　　　負荷判定手段。 （５）　　　　能力制御手段。 （６）　　　−切替手段。 第２図 第４図 に槁パ′スデツ７６ 第３図 −２２・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、起動と停止と圧縮能力の段階的増減操作とを行なっ
   て得られる複数のステップ能力による多段能力制御が可
   能な圧縮機を１１ｍえた空気調和機において、空調対象
   域の基準温度を検出し、この検出温度が設定温度化域内
   にあるとき（はホールド信号を、設定温度帯域外にある
   とき（は、その温度条件によってロード信号あるいはア
   ンロード信号を夫々発情”する温度調部手段（２）と、
   周期的ζこ発信する信号の周ルｊを短時限（Ｔ、）と長
   時限（Ｔ、）とに切替え可能なタイマー回路（３）と、
   このタイマー回路（３）の発信々号（こ応動じて前記温
   度調節手段（２）が発信１−る信号を判断する負荷判定
   手段（４）と、この負荷判定手段（４）か判断した信号
   かホールト信号であるときは、現に連Ｑ中のステップ能
   力を保持する能力制御指令を出力する一万、ロード信号
   あるいはアンロード信号であるときは、最も近くて高い
   かあるいは低いステップ１工ニ力に切替えるｊ止力制御
   ｌＩＪ指令を出力する１ｊス力′ｔｒＩＩ碑手ｊ夛（１
   ））と、この）】じ力副御千暑愛（５）からの１′ｌｋ
   力制御指令（こよって選ば７％　７’ｌステツプ能力か
   、）圧縮機の起動あるいは：苧止を灯なＪ−）な目れは
   次のステップ能力に移行し街ない能力のときば１）？前
   記タイマー回路（３）の発信周期を長晴山（Ｔ２）に、
   それ以外のステップ能力のときは前記周期をノ（（ｊ、
   ｔｉ苛限（Ｔ１）に選択する切昌ζ手段（６）とからな
   ることを動機とする空気１１ん和槻の能力制御装置。