JPS60129547A - 空気調和機 - 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、ピー１−ポ２１式等の空気調和機に関し、特
に、暖房運転時の運転限界を拡大したものに関する。

（従来技術） 一般に、ヒートポンプ式等の空気調和機においては、安
全性の面から、暖房運転時に過負荷状態になると運転の
停止を行うようにしたいわゆるピークカット機構はよく
知られている。

そして、このような暖房運転時のピークカット機構とし
で、従来、例えば特公昭５’５−２２７１Ｏ号公報等に
開示されているように、空気調和機の暖房運転時のメイ
ン電流をカレントトランスによって検知し、該メイン電
流が所定値以上に上昇づると過負荷状態とみて暖房運転
を停止するようにしだカレン１−トランス式のものが提
案されている。

しかしながら、上記従来のカレント］へランス式の６の
では、カレントトランスが高価であるので、コストアッ
プする嫌いがあった。

また、メイン電流の電流値に応じて空気調和機の運転を
断続Ｊるだけの１段制御で行っているので、運転限界が
狭くなるという問題があった。

しかも、空気調和機のメイン電流を直接検出するため、
空気調和機の室外ユニットおよび室内ユニットのうちカ
レントトランスが取り付けられ′ＣいるユニツＩ〜側か
ら電源を投入することを要し、電源投入側に制約があっ
た。

（発明の目的） 本発明の目的は、上記した空気調和機のメイン電流が暖
房時の冷媒の凝縮温度に比例することに着目し、該冷媒
の凝縮湿度を既存のセンサを利用して検知してピークカ
ット制御を行うようにづることにより、空気調和１幾の
過負荷運転防止対策のコストダウン化、暖房運転限界の
拡大化および電源投入側の自由化を図ることにある。

（発明の構成） 上記目的の達成のために、本発明の構成は、第１図に示
づように、空気調和機における暖房時の冷媒の凝縮温度
を検知する凝縮温度センサ（４７）と、該凝縮温度セン
サ（４７）からの出力信号に基づいて圧縮１１（２＞の
容量を冷媒凝縮温度が上昇する程低下させるように制御
する圧縮機客船制御回路（６０）と、同じく上記凝縮温
度セン勺〈４７）からの出力信号に基づいて室内ファン
（Ｆ２）のｌｉｔ量を冷媒凝縮温度が上昇する程増間さ
「るように制御する室内ファン風ｆｆ１ｌｂ制御回路（
６１）とを備えてなるものである。

このことにより、暖房一時の過負荷状態検出用の上記凝
縮温度センサ（４７）を、暖房運転時の室内ユニットか
らの冷風の吹出しを防止するために使用する冷風防止セ
ンサおよび冷房運転時の室内側熱交換器での着霜を防止
するために使用する凍結防止センサと兼用することが可
能であり、かつ上記２つの制御回路（６０）、（６１）
により、暖房過負荷運転時に空気調和機の運転停止に至
るまでの間の暖房能力を段階的に制御するようにしたも
のである。

（発明の効果） したがって、本発明によれば、暖房時の過負荷状態を冷
媒の凝縮温度によって判定し、該冷媒の凝縮温度を検知
する凝縮温度センサを既存の冷風防止センサおよび凍結
防止センサによって兼用することができ、さらに、従来
の如きカレント１−ランスを要づることなくピークカッ
ト制御を行うことができ、空気調和機の過負荷運転防止
対策のコストダウン化を図ることができる。また、圧縮
機容１制御回路および室内ファン風量制御回路にＪ：す
、空気調和機の運転停止に至るま、での間の暖房能力が
段階的に制御さ・れるので、空気調和機の暖房時の運転
限界を確実に拡大づることができる。

しかも、カレントトランスを使用しないので、室外側ま
たは室内側のいずれのユニットからでも電源を投入する
ことができ、電源投入側の自由化を図ることができる。

〈実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基づいて詳
細に説明する。

第２図は本発明の実施例に係る空気調和１１（Ａ）の冷
媒回路を示し、（１）は室外ユニット、（２０）は室内
ユニットであって、これら両ユニット（１）、（２０＞
は液連絡配管（３０）およびガス連絡配管（３１）によ
って連結されている。上記室外ユニット（１）は圧縮機
（２）と四路切換弁（ＳＶ＋　）と室外側熱交換器〈３
）と室外ファン（Ｆｌ）とを備え、上記圧縮機（２）の
シリンダ（２ａ）の吐出ボート（２ｂ）は四路切換弁（
ＳＶ＋　）の吸入ボートに、シリンダ（２ａ）の吸入ボ
ート（２Ｃ）はアキュムレータ（４）を介して同吐出ボ
ートにそれぞれ連通されている。上記四路切換弁（ＳＶ
＋　）の一方の出入ボートは上記室外側熱交換器（３）
、キ（７ビラリチユーブ（５）、（５）、・・・、ドラ
イヤ（６）、気液分離器（７）および液閉鎖弁（８）を
介して上記液連絡配管（３０）に接続され、一方、他方
の出入ボートはガス閉鎖弁（９）を介して上記ガス連絡
配管（３１）に接続されている。

一方、上記室内ユニツＩ−（２０）は室内側熱交換器（
２１）と室内ファン（Ｆ２）とを備え、上記室内側熱交
換器（２１）は直接上配液連絡配管（３０）およびガス
連絡配管く３１）に接続されており、四路切換弁（ＳＶ
＋　）への通電時には冷媒が図で実線矢印方向に流れて
室外側熱交換器（３）で凝縮されＩＣのち室内側熱交換
器（２１〉て蒸発でることにより、冷房運転が行われ、
四路切換弁（ＳＷＩ　）への非通電時には冷媒が図で破
線矢印方向に流れて室内側熱交換器（２１）　′Ｃ−凝
縮されたのち室外側熱交換器（３）で蒸発することによ
り、Ｉｆｉ房運転が行われるようにしている。

まｌζ、上記圧縮機（２）はそのシリンダ（２ａ）に能
力制御バルブ（２ｄ）によって開閉されるガスインジェ
クションボート（２ｅ）を備え、該ガスインジェクショ
ンボート（２ｅ）は通電により聞くインジェクション制
御弁（ＳＶｚ）、ｔノよびフィルタ（１０）を介設した
ガスインジェクションバイパス配管（１１）を介して上
記気液分離器（７〉に接続されている。また、上記イン
ジェクション制御弁（ＳＶ２　）よりも圧縮機（２）側
のガスインジェクションバイパス配管（１１）とアキュ
ムレータ（４）との間は通電により聞く容量制御弁（Ｓ
Ｖ３’）を介設した冷媒配管によって接続されており、
冷房時にはインジェクション制御弁（ＳＶ２　）を閉じ
かつ容量制御弁（ＳＶ３　）を聞いＣ冷房運転を行い、
暖房時に能力セーブ運転を行うときには両制御弁（ＳＶ
２　）、（ＳＶ３）を閉じて暖房運転を行い、同じく能
力アップ運転を行うときにはインジェクション制御弁（
ＳＶ２　ンを聞きかつ容量制御弁（ＳＶ３　）を閉じて
気液分離器（７）にて分離された中間圧力ガスを圧縮機
（２）に注入ＪることにＪ：す、圧縮機（２）の容量を
増大させて能力アップ運転を行うようにしている。

また、第３図は上記室外ユニツ１〜（１）の圧縮機（２
）、室外ファン（Ｐ＋）、四路切換弁〈ＳＷＩ＞ｉｊに
ヒ両制御弁（ＳＶ２　）、＜ＳＶ３　）ならびに室内ユ
ニット（２０）の室内ファン（Ｆ２）を通電作動させる
ための電気回路を示し、室外ユニット（１）には第１〜
第５の５つの接続端子（”Ｉ）〜（Ｖ）が設けられてい
る。そして、第１接続端子（１）と第５接続端（Ｖ）と
の間には圧縮機（２）および室外ファン（Ｆｌ）が並列
に接続され、第２接続端子（ＩＦ）と第５接続端子（Ｖ
）との間には四路切換弁（ＳＷＩ　）および容聞制９１
１弁（ＳＶ３　）が並列に接続され、第４接続端子（Ｉ
Ｖ　）と第５接続端子（Ｖ）との間にはインジェクショ
ン制御弁（ＳＶ２’）が接続され−Ｃいる。また、第３
接続端子（１）と第５接続端子（Ｖ）との間には通電に
よりＯＮ動作して上記圧縮機〈２）および室外ファン（
Ｐ＋　）を通電作動させる電磁スイッチ（ＭＳ）が接続
され−（いる。

一方、室内ユニツｈ（２０）には上記室外ユニし卜（１
）の各接続端子（１）〜（Ｖ）にそれぞれ対応して接続
された第１〜第５の５つの接続端子（１〉〜（Ｖ）が設
置ノられ、第１接続端子（１）と第５接続端子＜Ｖ＞と
の間に電源電圧が印加されている。また、室内ユニット
（２０ンは互いに接続され１．：リモ：ｌンユニツｆ−
’（Ｐ＋）と制御ユ二ッｈ（Ｆ２）とを備え、上記リモ
コンユニツ１−（Ｐ＋　）には運転用、運転モード切換
用、ドライキープ用および風ｆｆｉ　ＶＪＪ％用の手動
式スイッチ（ＳＷＩ）〜（ＳＷ４）と、ｍ　ＩＪＪ　ｉ
ｔ！！節用の手動式ボリューム（ＶＲ）とが画けられ、
上記風量切換用スイッチ（ＳＷａ）の３つの固定接点に
はそれぞれ室内ファン（Ｆ２）の急速用９強風用および
微風用の各端子（）−１）、（ＩＶＨ，（Ｌ）が接続さ
れ、室内ファン（Ｆ２）の残りの端子には上記第５接続
端子（Ｖ）が接続されている。一方、制御ユニット（Ｆ
２）には第１〜第５リレーソレノイド（ＭＲ８１）〜（
ＭＲ８５）への通電によりそれぞれＯＮ動作する第１〜
第５リレー接点（ＭＲＣｌ）〜（ＩｖｌＲＣ５）が設け
られ、上記第１リレー接点（ＭＲＣｌ）は上記リモコン
ユニット（Ｐｌ）の風量切換用スイッチ（ＳＷａ）の可
動接点と上記第１接続端子＜１）との間に接続されてい
て、該第１リレー接点（ＭＲＣＩ）の閉動作により室内
ファン（Ｆ２）を作動させるようにしている。

また、第２リレー接点（ＭＲＣ２）は第１接続端子（１
）と第２接続端子（■）との間に接続されていて、該第
２リレー接点（ＭＲＣ２）の開動作により上記四路切換
弁（ＳＷＩ　）および容量制御弁（ＳＶ３　）に通電す
るようにしている。第３リレー接点（ＭＲＣ３）は第１
接続端子（１）と第３接続端子（ＩＩＩ）との間に接続
されてい′（、該第３リレー接点（ＭＲＣ３）の閉動作
により上記電磁スイッチ（ＭＳ）に通電して圧縮機（２
）および室外ファン（Ｆｌ）を作動させるようにしてい
る。第４リレー接点（ＭＲＣ４）は第３接続端子（Ｉｌ
ｌ）と第４接続端子（ＩＶ）との間に接続されていて、
上記第３リレー接点（Ｍ’ＲＣ３）が閉じている状態１
′なわち圧縮機（２）および室外ファン（Ｆｌ）が作動
している状態での該第４リレー接点（ＭＲＣ４）の閉動
作によりインジェクション制御弁（ＳＶ２　）に通電す
るようにしている。さらに、第５リレー接点（ＭＲＣ５
）は上記風聞切換用スイッチ（ＳＷａ）の微風用固定接
点と室内ファン（Ｆ２）の微風用端子（Ｌ）との間に接
続されていて、上記風量切換用スイッチ（ＳＷａ）の可
動接点が微風用固定接点に切り換えられている状態での
該第５リレー接点（ＭＲＣ５）の作動により、上記風聞
切換用スイッチ（ＳＷ４）の微風用固定接点を室内ファ
ン（Ｆ２）の強風用端子（Ｍ）に切換接続リ−るように
している。

さらに、上記制御ユニット（Ｆ２）における内部構成を
第４図によって示１と、（４０）は上記リモコンユニツ
ｈ（Ｐ＋）の運転用、運転モード切換用およびドライキ
ープ用の各スイッチ（ＳＷｌ）〜（ＳＷｌ＞ならびに温
度調節用ボリューム（ＶＲ）の切換操作によって信号を
選択するキーマトリックスであって、該キーマトリック
ス（４０）はキー入力インターフェース（４１）および
キースキャンインターフェース（４２）を介してマイク
ロコンピュータ（ＣＰＵ）に入出力接続されている。ま
た、（４３）は上記リモコンユニット（Ｐｌ）に設けら
れ室内温度を検出づるサーミスタよりなる室温センサで
、該センサ（４３）は温度制御インターフェース（４４
）、ラダー回路〈４５）および冷暖切換回路（４６）を
介してマイクロコンピュータ（ＣＰ’ｔＪ）に入出力接
続されている。さらに、（４７）は暖房時に室内側熱交
換器（３）で凝縮される冷媒の凝縮温度（Ｔ）を検知す
るサーミスタよりなる凝縮温度センサで、該凝縮温度セ
ンサ（４７）は、暖房時に室内ユニット（２０）からの
冷風の吹出しを防止づるために検温用として用いられる
冷風防止センサおよび冷房時に室内側熱交換器（２１）
への着霜を防止Ｊるために検温用として用いられる凍結
防止セン１すを兼ね、かつピークカットインターフェー
ス（４Ｂ＞、冷風／凍結防止インターフェース（４９）
および上記冷暖切換回路（４６）を介してマイクロコン
ピュータ（ＣＰＵ）に入出力接続されている。

一方、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）の出力はリレー
ドライブインターフェース（５０）に入力され、該リレ
ードライブインターフェース（５０）の出力は上記第１
〜第５リレーソレノイド（ＭＲ８Ｉ）〜（ＭＲ８５）に
接続されているとともに表示ドライブインターフェース
（５１）に入力されている。該表示ドライブインターフ
１−ス（５１）にはマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）の
出力も入力されており、表示ドライブインターフェース
（５１）の出力は表示用の発光ダイオード（ＬＥＤ）に
接続されている。然して、マイクロコンピュータ（ＣＰ
　Ｕ　）により、暖房時、凝縮温ｍ　ｕン１ノ（４７）
からの出力（Ｂ＠に基づいて第４リレーソレノイド（Ｍ
Ｒ８４）を通電制御して圧縮機（２）の容量を冷媒の凝
Ｉｉｉ温度（１−）が上昇づる稈１ランク下の容かレベ
ルに低下させるＪ：うに制御する圧縮機容量制御回路（
６Ｏ）と、同じく凝ｌｆｔ　ｍ　１ｍレンザ（４７）か
らの出力信号に基づいて第５リレーソレノイド（ＭＲ８
５）を通電制御して室内ファン〈Ｆ２）の風量を冷媒の
凝縮温１良（Ｔ）が上昇する程少風量から大風量へ増量
させるように制御する室内フッ・ンＪ！Ｉｆｆｔ制御回
路（６１）とが構成されている。

次に、上記実施例の暖房時の制御について第５図に示す
フローチャートにより説明するに、スタート後、先ず冷
媒の凝縮温度（Ｔ）が室内コニツト（２０）からの冷風
吹出しを防止するための第１設定温度（ＴＯ）よりも商
いか否かの判定が行われ、この判定がＮｏであるときに
は第１リレーソレノイド（ＭＲ３Ｉ）がＯＦＦ動作して
室内ファン（Ｆ２）が停止状態に保たれたのち最初のス
テップに戻る。一方、上記判定がＹＥＳであるときには
上記第１リレーソレノイド（ＭＲ８１）がＯＮ動作して
室内ファン（Ｆ２）が風量切換用スイッチ（ＳＷ４）の
切換位置に対応した風聞を保って運転される。

この後、上記凝１ｉｆｔ温度（丁）が上記第１設定渇１
１（Ｔｃ）よりも高い第２設定温度（ＴＡ）（（ＴＡ＞
　＞　（’Ｔ−ｃ　）　）を越えているか否かの判定が
行われ、この判定がＮＯであるときにはＩｌ！房運転が
過負荷状態で行われていない状態とみてそのまま最初の
ステップに戻る。一方、判定がＹＥＳであるときには暖
房運転が過負荷状態で行われているとみてピークカット
制御が行われる。

このピークカット制御では、先ず第１および第２タイマ
がカウントを開始し、第１タイマのカウント時間（ｔ　
Ａ）が８秒未満にあるときにはそのまま最初のステップ
に戻る。一方、第１タイマのカウント時間（ｔ　Ａ　）
が８秒以上になったときには、１なわち冷媒の凝縮温度
（Ｔ）の第２設定渇１衰（１°Ａ）を越える時間が８秒
以上継続したときには第４リレーソレノイド（ＭＲ８４
）がＯＦＦ動作して圧縮ｍ（２＞の容量が強制的に下げ
られ、このことにより空気調和ｅｌｆ（Ａ＞の暖房能力
が低下Ｊる。

この後、上記第２タイマのカウント時間（ｔｓ）が８分
以上経過したか否かの１回目の判定が行われ、この判定
がＹＥＳであるときには続けて冷媒の凝縮温度（１−）
が上記第１設定温度（１“Ｃ）よりも低下したか否かの
判定が行われ、判定がＮ。

であるときにはＹＥＳになるまで上記第４リレーソＬツ
ノイド（ＭＲ８４）がＯＦＦとなって圧縮機（２）の容
量ダウンが保たれ、ＹＥＳになると上記第１リレーソレ
ノイド（ＭＲ８１）がＯＦＦ動作し、かつ第４リレーソ
レノイド（ＭＲ８４）がＯＮ動作してピークカット制御
が解除されたのち最初のステップに戻る。

一方、上記１回目の第２タイマのカウント時間（ｔｅ）
の判定がＮｏであるときには凝縮温度（−「）が上記第
２段定温度（ＴＡ）よりも＾い第３設定温洩（ＴＢ）（
（ＴＢ）＞　（ＴＡ　））を越えているかの判定が行わ
れ、この判定がＮＯであるときには最初のステップに戻
る。判定がＹＥＳであるときにはそのまま第５リレーソ
レノイド（ＭＲ８５）がＯＮ動作して、室内ファン（Ｆ
２）が微風状態で送風している場合には強制的に強風状
態に切り換えられ、このことにより放熱量をアップして
第１設定温度（Ｔｃ）を下げる。

この後、−上記第２タイマのカウント時間（ｔＢ）が８
分以上経過したか否かの２回目の判定が行われ、この判
定がＹＥＳであるときには冷媒の凝縮温度（Ｔ）が上記
第１設定温度（Ｔｃ　）よりも低下したか否かの判定が
行われ、判定がＮｏであるときにはＹＥＳになるまで上
記第５リレーソレノイド（ＭＲ８５）がＯＮとなって室
内ファン（Ｆ２）の送風が強風状態に保たれ、ＹＥＳに
なると上記第１および第５リレーソレノイド（ＭＲ８１
）、（ＭＲ８５）がＯＦＦ動作し、かう第４リレーソレ
ノイド（ＭＲ８４）がＯＮ動作してピークカット制御が
解除されたのち最初のステップに戻る。

一方、上記２回目の第２タイマのカウント時間（ｔｓ）
の判定がＮｏであるときには凝縮温度（Ｔ　）が上記第
３設定温度（Ｔ’Ｂ）よりも高い第４設定温度（Ｔｓ）
（（Ｔｓ）＞（１−ｓ　＞＞を越えているか否かの判定
が行われ、この判定がＮ。

であるときにはそのまま最初のステップに戻る。

判定がＹＥＳであるときには第３リレーソレノイド（Ｍ
Ｒ８３）がＯＦ　Ｆ動作して圧縮機（２）および室外フ
ァン（Ｆｌ）の運転が停止する。

しかる後、上記と同様に、第２タイマのカウント時間（
ｔＢ）が８分以上経過したか否かの３回目の判定が行わ
れ、この判定がＮｏであるときにはＹＥＳになるまで上
記圧縮ｔ１Ｍ＜２＞および室外ファン（１τ１）が停止
状態に保持される。判定がＹＥＳになると冷媒の凝縮温
度（Ｔ）が第１設定温度（Ｔｃ）よりも高いか否かの判
定が行われ、この判定がＮｏであるときには上記圧縮機
（２）および室外ファン（Ｆｌ）が停止状態に保持され
、ＹＥＳであるときには第１および第５リレーソレノイ
ド（ＭＲ８Ｉ）、（ＭＲ８５）がＯＦＦ動作し、かつ第
３および第４リレーソレノイド（ＭＲ８３）、（ＭＲ８
４）がＯＮ動作してピークカッ１〜制御が解除されたの
ら最初のステップに戻り、以上Ｃ制御の１サイクルが終
了する。

したがって、この場合、暖房運転時の過負荷状態を冷媒
の凝縮温度（Ｔ）に基づいて検出し、該冷媒の凝縮湿１
Ｊ［（Ｔ＞を検知Ｊ゛る凝縮温度センサ（４７〉を同じ
暖房時に使用する冷風防止センサおよび冷房時に使用す
る″ｍ帖防止センサと兼用しているため、暖房運転時の
過負荷状態を従来のように高価なカレントトランスを用
いることなく検知することができ、よってピークカット
機構を安価に１９にとかできる。

また、上記の如く、冷媒の凝縮温度（１−）が第４設定
温度（Ｔｓ　＞に達しＣ空気調和機＜Ａ＞の運転が実質
的に停止するまでに、圧縮機（２）の容量低重および室
内ファン（Ｆ２）の風聞増量の各切換えが順次行われて
暖男能力が段階的に低下Ｊるため、空気調和機の暖房時
の運転限界を確実に拡大Ｊることができる。

さらに、冷媒の凝ｌｌ１ｉ温度（−ｒ）に基づいて暖房
時の過負荷状態を検キしているため、空気調和機（Ａ）
に対づる電源の投入は室外ユニット（１）または室内ユ
ニット（２Ｏ）のいずれからでも行うことができ、カレ
ントトランスを使用した場合のような制約は生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、第２図ないし第５図は本
発明の実施例を示し、第２図は空気調和ＩＩＩの冷媒回
路図、第３図は同電気配線図、第４図は制御装置のブロ
ック図、第５図は同フローチャー１〜図である。 （Ａ）・・・空気調和機、（１）・・・室外ユニット、
（ＳＶ＋　）・・・四路切換弁、（３）・・・室外側熱
交換器、（Ｆｌ）・・・室外ファン、（７〉・・・気液
分離器、（ＳＶ２）・・・インジェクション制御弁、（
１１）・・・カスインジェクションバイパス配管、（Ｓ
、Ｖ３）・・・容量制御弁、（２Ｏ）・・・室内ユニッ
ト、（２１）・・・室内側熱交換器、（Ｆ２）・・・室
内ファン、（４Ｏ）・・・キーマ］へリツクス、（ＣＰ
Ｕ）・・・マイクロコンピュータ、（４３）・・・室温
センサ、（４７＞・・・凝縮温度センサ、（６０）・・
・圧縮機容量制御回路、（６１）・・・室内ファン風量
制御回路。 第１頁の続き ＠発明者野村　英男 草津市岡本町字大谷１００幡地の２　ダイキン工業株式
会社滋賀製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）暖房時の冷媒の凝縮温度（Ｔ）を検知づる凝縮温
   度ヒンサ（４７）仁、該凝縮温度センサ（４７）からの
   出力信号に塞づいて圧縮機（２）の容量を冷媒の凝縮温
   度（Ｔ）が上昇Ｊる程低゛　下さＵるように制御りる圧
   縮機容量制御回路〈６０）と、同じく上記凝縮温度セン
   サ（４７）からの出力信号に基づいて室内ファン（Ｆ２
   ）の旭川を冷媒の凝縮温度（Ｔ　＞が上昇する稈増吊さ
   Ｖるように制御づる室内ファン風量制御回路（６１）と
   を備えていることを特徴とづる空気調和機。