JP3594438B2

JP3594438B2 - Outdoor unit of air conditioner

Info

Publication number: JP3594438B2
Application number: JP3849297A
Authority: JP
Inventors: 健大久保; 俊明川田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-02-06
Filing date: 1997-02-06
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2017-02-06
Also published as: JPH10220847A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電動ファンを有する空気調和機の室外ユニットに係り、詳しくは電動ファンの適切な駆動や装置コストの低減等を実現する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大店舗や体育館等の冷房や暖房に供される空気調和機としては、装置構成および温湿度制御の簡素化や製作コストの低減等を図るべく、大容量の室外ユニットに多数の室内ユニットを接続した大空間型が多く用いられている。この種の空気調和機では、一台の室外ユニットに比較的大型の低圧容器圧縮機（スクロール型圧縮機やレシプロ圧縮機等）が複数台内蔵されており、それら圧縮機の運転台数や電動ファンの風量等を制御することにより、各室内ユニットに適量の液冷媒あるいはガス冷媒を供給する。また、室外ユニットは、十分な熱交換器面積を確保するべく本体側面の大部分が熱交換器により形成され、熱交換器自体も分割型が用いられることが多い。
【０００３】
一般に、大空間型空気調和機では、室外ユニット側の熱交換器容量が大きくなるため、最大出力時にも十分な風量を確保するべく、室外ユニット本体に複数台の電動ファンが設置される。そして、横長の室外ユニット本体に複数台の電動ファンが設置される場合、これら電動ファンは室外ユニット本体の上面に横一列に設置されることが多い。これら電動ファンは、圧縮機の稼働状態や熱交換器温度等に応じて、コントローラにより駆動制御されるが、その制御方法は二通りあった。すなわち、電動ファンが定速型（三相交流電源型）である場合には、例えば圧縮機の運転台数等に対応させて、電動ファンの駆動台数を切り換える。また、電動ファンが可変速型（単相交流電源型）である場合には、例えば熱交換器温度等が目標値となるように、電動ファンの運転台数と回転数とを適宜切り換える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、上述した大空間型空気調和機では、室外ユニット本体に３台の電動ファンが横一列に配置されている場合、これら電動ファンは負荷の変動に応じて順次駆動される。例えば、各電動ファンがそれぞれ１０馬力の負荷に応じた風量を有する定速型であれば、１０馬力の負荷に対しては中央の電動ファンが駆動され、２０馬力の負荷に対しては左側の電動ファンが追加駆動され、３０馬力の負荷に対しては全ての電動ファンが駆動される。
【０００５】
ことろが、電動ファンがこのような順序で駆動された場合、２０馬力時には室外ユニット内の空気の流れが左側に偏り、右側の熱交換器を通過する風量が少なくなる。これにより、各熱交換器間で冷媒の蒸発速度（あるいは、凝縮速度）が不均一となり、電動膨張弁の開閉制御が煩雑になると共に、熱交換効率の低下がもたらされていた。また、中央の電動ファンは、空気調和機の運転時に常時駆動されるため、左右の電動ファンに較べて損耗しやすく、メンテナンスコスト等が上昇する問題があった。
【０００６】
一方、このように３台の定速型電動ファンを用いた場合、送風量を３段階にしか切り換えられないため、負荷に応じた適切な風量制御が困難になり、電力ロスやハンチングが発生しやすくなる。この種の不具合は可変速型電動ファンを採用することにより解消できるが、この場合、駆動用制御部品等を含めると、単相モータが高価でかつ部品点数も多いため、装置コストやランニングコストの上昇を余儀なくされる。
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みなされたものであり、電動ファンの適切な駆動や装置コスト等の低減を実現した空気調和機の室外ユニットを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１の発明では、室外ユニット本体の上面に略横一列に設置された３台以上の電動ファンと、前記室外ユニット本体の側面を形成する熱交換器とを有する空気調和機の室外ユニットにおいて、中央の前記電動ファンを可変速型とし、両端側の前記電動ファンを定速型とすると共に、前記電動ファンの風量を要求馬力に応じて段階的に制御する電動ファン駆動制御手段を備え、前記電動ファン駆動制御手段は、前記要求馬力が所定値に達するまでは、中央の前記電動ファンの回転数を段階的に制御して前記風量を段階的に可変し、前記要求馬力が前記所定値をこえた場合には、両端側の前記電動ファンを駆動しつつ、中央の前記電動ファンの回転数を段階的に制御して前記風量を段階的に可変することを特徴とする空気調和機の室外ユニット。
【０００９】
この発明によれば、例えば、３台の電動ファンが設置されている場合、１台のみ駆動する際には中央の電動ファンを駆動し、２台駆動する際には左右の電動ファンを駆動する。これにより、室外ユニット内での空気の流れの偏りが少なくなると共に、特定の電動ファンが早期に損耗することも防止される。
【００１１】
また、この発明によれば、各電動ファンの運転・停止と中央の電動ファンの回転数制御とを行うことで、装置コストやランニングコストを抑えながら、多段階の風量制御が実現できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、１台の室外ユニット１と多数台の室内ユニット２とからなる空気調和機の概略構成図であり、同図中には実線で冷媒回路を示し、一点鎖線で電気回路を示してある。
【００１４】
室外ユニット１側には、第１〜第３圧縮機３〜５、電磁式の四方弁６、流量調整器７と液ライン弁８とが付設された第１〜第３室外熱交換器９〜１１、第１〜第３電動ファン１２〜１４、アキュムレータ１５等が設置されている。また、室内ユニット２側には、電動膨張弁３１、室内熱交換器３２、電動ファン３３等が設置されている。そして、室外ユニットと室内ユニットとを構成する機器は、ガス冷媒あるいは液冷媒の流通に供される冷媒配管４１〜６５により接続されている。図中、６６は第１〜第３圧縮機３〜５のケーシングを相互に連通する均油管であり、６７，６８は室外ユニット１側の冷媒配管５３，５８と室内ユニット２側の冷媒配管５４，５７との接続に供されるサービスバルブである。
【００１５】
本実施形態の場合、第１〜第３圧縮機３〜５は、いずれも容量が１０馬力のスクロール型圧縮機であり、それぞれにオイルセパレータ２１が付設されている。また、第１〜第３電動ファン１２〜１４のうち、左右の第１，第３電動ファン１２，１４は三相モータを備えた定速型であるが、中央の第２電動ファンは単相モータを備えた可変速型（３段階切換型）である。図１中、２２は四方弁６と室外熱交換器７〜９との間に介装された手動式の冷媒遮断弁であり、２３は各圧縮機３〜５への液冷媒の逆流を防止する逆止弁である。また、２４，２５は圧縮機冷却用の第１，第２リキッド弁である。そして、２６はアキュムレータ１５の下流に配設された低圧スイッチであり、２７は各圧縮機３〜５の下流に配設された高圧スイッチである。
【００１６】
室外ユニット１内には、ＣＰＵを始め、入出力インタフェースやＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成された室外側コントロールユニット（以下、室外側ＥＣＵと記す）７１が設置されている。室外側ＥＣＵ７１は、内蔵した制御プログラムや低圧スイッチ２６や高圧スイッチ２７を始めとする各種センサ等からの入力情報に基づき、各圧縮機３〜５や四方弁９、各電動ファン１２〜１４等を駆動制御する。
【００１７】
一方、室内ユニット２内には、ＣＰＵを始め、入出力インタフェースやＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成された室内側コントロールユニット（以下、室内側ＥＣＵと記す）７２が設置されている。室内側ＥＣＵ７２は、内蔵した制御プログラムや図示しないリモートコントローラおよび各種センサ等からの入力信号に基づき、電動膨張弁３１や電動ファン３３の駆動制御を行うと共に、室外側ＥＣＵ７１との間で相互に信号の授受を行う。
【００１８】
次に、冷房運転時における冷媒の流れを説明する。
【００１９】
アキュムレータ１５から冷媒配管６０〜６３を経由して第１〜第３圧縮機３〜５に吸引されたガス冷媒は、断熱圧縮されることにより高温の高圧ガス冷媒となって吐出される。吐出された高圧ガス冷媒は、冷媒配管４１〜４４を経由して、四方弁９により進路を制御された後、冷媒配管４６〜４９を経由して第１〜第３室外熱交換器９〜１１に流入する。高温高圧のガス冷媒は、これら室外熱交換器９〜１１内を通過する間に外気により冷却され、凝縮することによって液冷媒となった後、冷媒配管５０〜５５を経由して各室内ユニット２の電動膨張弁３１に流入する。
【００２０】
この際、室外側ＥＣＵ７１は、要求馬力等に応じて、第１〜第３圧縮機３〜５および第１〜第３電動ファン１２〜１４を適宜駆動制御する。また、第１〜第３圧縮機３〜５のいずれかがオーバヒートした際には、第１，第２リキッド弁２４，２５を適宜開放し、冷媒配管６４，６５を介して第１〜第３圧縮機３〜５に冷却用液冷媒を供給する。尚、空調運転を行わない場合、室外側ＥＣＵ７１は、液ライン弁８を閉鎖することにより、各圧縮機３〜５や各室外熱交換器９〜１１内での冷媒の寝込み（凝縮）を防止する。
【００２１】
液冷媒は、電動膨張弁３１で流量を制御された後、室内熱交換器３２に流入し、室内熱交換器３２内を通過する間に気化してガス冷媒となり、気化潜熱により電動ファン３３が送風した室内空気を冷却する。この際、室内側ＥＣＵ７２は、設定温度と室温との偏差に基づき電動ファン３３の回転数を制御すると共に、室内熱交換器２３の入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との偏差が所定値（例えば、０〜１℃）となるように電動膨張弁３１の開弁量（弁体駆動用ステップモータのステップ数）を制御する。
【００２２】
室内熱交換器３２で気化したガス冷媒は、冷媒配管５６〜５８、四方弁６、冷媒配管５９を経由してアキュムレータ１５に流入し、冷媒配管６０〜６３から再び第１〜第３圧縮機３〜５に吸引される。
【００２３】
一方、暖房運転時には、四方弁６が破線で示すように切り換えられ、破線の矢印で示すように、冷媒の流れも冷房運転時とは逆になる。すなわち、第１〜第３圧縮機３〜５から吐出された高温の高圧ガス冷媒は、室内熱交換器３２に導入された後、室内熱交換器３２内を通過する間に凝縮して液冷媒となり、凝縮潜熱により電動ファン３３が送風した室内空気を加熱する。次に、液冷媒は、第１〜第３室外熱交換器９〜１１に流入し、その内部を通過する間に外気により加熱され、気化することによってガス冷媒となった後、アキュムレータ１５から第１〜第３圧縮機３〜５に再び吸入される。
【００２４】
次に、室外ユニット１の構造について説明する。
【００２５】
図２は室外ユニット１の平面図であり、図３は同正面図である。これらの図に示したように、室外ユニット１は、その外観形状が横長の直方体となっており、基板８１と天板８２との間には室外熱交換器９〜１１（図３には第１，第２室外熱交換器９，１１のみを示す）と脱着自在な化粧パネル（外板）８３とが配設されている。図中、８４は熱交換器９〜１１を保護する吸込グリルである。また、天板８１には円形の吹出口８５が３箇所等間隔に形成されており、これら吹出口８５には同心円形状の吹出グリル８６が装着されている。そして、外気は、図２に示したように化粧パネル８３を除く外周全面から室外ユニット１内に流入した後、図３に示したように各吹出口８５から排出される。図中、８７は室外ユニット１の四隅に配置された端部支持ピラーである。
【００２６】
図４は天板８２を外した状態の室外ユニット１の平面図であり、図５は化粧パネル８３を外すと共に第１，第２室外熱交換器９，１１の前面部分を切り欠いた状態の室外ユニット１の正面図である。これらの図に示したように、第１〜第３圧縮機３〜５は基板８１の中央部分に載置され、第１〜第３電動ファン１２〜１４は各吹出口８５の下方に配設されている。また、室外ユニット１には、その前面中央部に室外側ＥＣＵ７１等を収納した電装ボックス９１が配設されており、化粧パネル８３を外すことにより各種スイッチ類等にアクセスできる。図中、９２，９３は化粧パネル８３および電装ボックス９１の支持に供される左右一対の前部支持ピラー（外板）であり、基板８１と天板８２とに接合されている。
【００２７】
以下、電動ファン１２〜１４の駆動制御の形態を説明する。
【００２８】
前述したように、本実施形態では、第１，第３電動ファン１２，１４が定速型であり、第２電動ファン１３が可変速型であるが、各電動ファン１２〜１４の最大風量はいずれも熱交換量に換算して１０馬力相当に設定されている。また、第２電動ファンは、Ｌ段（低速），Ｍ段（中速），Ｈ段（高速）の３段階に切り換えることが可能であり、Ｌ段に切り換えた場合にはＨ段の１／３の風量が得られ、Ｍ段に切り換えた場合にはＨ段の２／３の風量が得られる。
【００２９】
さて、室外側ＥＣＵ７１は、図示しない温度センサにより検出した外気温および第１〜第３室外熱交換器９〜１１の温度に基づき、図６に示したように、７段階の風量モードで第１〜第３電動ファン１２〜１４の駆動制御を行う。
【００３０】
すなわち、風量モードが１〜３の場合、室外側ＥＣＵ７１、第２電動ファン１３のみをＬ段〜Ｈ段に切り換えて駆動し、これにより、図７に示したように、室外熱交換器９〜１１を通過した外気は中央の吹出口８５から排出される。また、風量モードが４の場合、室外側ＥＣＵ７１は、第１，第３電動ファン１２，１４を駆動し、これにより、図８に示したように、室外熱交換器９〜１１を通過した外気は左右の吹出口８５から排出される。また、風量モードが５〜７の場合、室外側ＥＣＵ７１は、第１，第３電動ファン１２，１４を駆動したまま、第２電動ファン１３をＬ段〜Ｈ段に切り換えて駆動し、これにより、図９に示したように、室外熱交換器９〜１１を通過した外気は全ての吹出口８５から排出される。
【００３１】
次に、冷房運転時における第１〜第３電動ファン１２〜１４の風量モードの切換制御について説明する。
【００３２】
空気調和機運転開始後に所定時間が経過するまでの間、室外側ＥＣＵ７１は、外気温と圧縮機運転台数とに基づき、図１０の風量モード決定テーブルから風量モードを決定した後、第１〜第３電動ファン１２〜１４を適宜駆動する。そして、空気調和機運転開始後に所定時間が経過すると、室外側ＥＣＵ７１は、各室外熱交換器９〜１１の凝縮温度に応じて風量モードを１段階ずつ上下させる。すなわち、室外側ＥＣＵ７１は、各室外熱交換器９〜１１の凝縮温度をそれぞれ検出した後、その最低値が所定温度（例えば、１５℃）以下であれば、風量モードを１段階下げて風量を減少させ、最高値が所定温度（例えば、５６℃）以上であれば、風量モードを１段階下げて風量を増大させる。これにより、各室外熱交換器９〜１１における凝縮温度が適正な範囲に保持され、室外熱交換器９〜１１の利用効率が向上する。
【００３３】
このように、本実施形態では、各電動ファン１２〜１４を室外ユニット１に対して左右対称となるように駆動するため、室外ユニット１内での空気の流れが偏らなくなり、熱交換効率の低下が防止できた。また、各電動ファン１２〜１４が略均等に駆動されるため、特定のものが損耗することによるメンテナンスコスト等の上昇が避けられた。更に、高価な可変速型電動ファン１３の使用を１台のみとしながら、多段階（本実施形態では、７段階）の風量制御が行えることになり、製造コストと制御性とを両立させることができた。
【００３４】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれに限られるものではない。例えば、上記実施形態は本発明を３台の電動ファンを有する室外ユニットに適用したものであるが、４台以上の電動ファンを有するものに適用してもよい。また、上記実施形態では、中央の電動ファンを可変速型としたが、左右の電動ファンを可変速型としてもよい。また、電動ファンの配置についていえば、上記実施形態のように横一列とせず、中央のものを前方あるいは後方に所定量オフセットさせるようにしてもよい。その他、空気調和機の冷媒回路や電気回路等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、室外ユニット本体の上面に略横一列に設置された３台以上の電動ファンと、室外ユニット本体の側面を形成する熱交換器とを有する空気調和機の室外ユニットにおいて、中央の前記電動ファンを可変速型とし、両端側の前記電動ファンを定速型とすると共に、前記電動ファンの風量を要求馬力に応じて段階的に制御する電動ファン駆動制御手段を備え、前記電動ファン駆動制御手段は、前記要求馬力が所定値に達するまでは、中央の前記電動ファンの回転数を段階的に制御して前記風量を段階的に可変し、前記要求馬力が前記所定値をこえた場合には、両端側の前記電動ファンを駆動しつつ、中央の前記電動ファンの回転数を段階的に制御して前記風量を段階的に可変するようにしたため、室外ユニット内での空気の流れが偏らなくなり、熱交換効率の低下が防止できると共に、各電動ファンが略均等に駆動されるようになり、特定のものが損耗することがなくなる。
【００３６】
また、本発明によれば、高価な可変速型電動ファンの使用台数を抑えながら、多段階の風量制御が行えるようになり、製造コストと制御性とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気調和機の概略構成図である。
【図２】室外ユニットの一実施形態を示す平面図である。
【図３】室外ユニットの一実施形態を示す正面図である。
【図４】天板８２を外した状態の室外ユニットの平面図である。
【図５】化粧パネルを外した状態の室外ユニットの正面図である。
【図６】電動ファンの作動状態と風量等との関係を示す図である。
【図７】第２電動ファンの駆動時における空気の流れを示す説明図である。
【図８】第１，第３電動ファンの駆動時における空気の流れを示す説明図である。
【図９】全電動ファンの駆動時における空気の流れを示す説明図である。
【図１０】風量モード設定テーブルである。
【符号の説明】
１室外ユニット
３〜５第１〜第３圧縮機
９〜１１第１〜第３室外熱交換器
１２〜１４第１〜第３電動ファン
８５吹出口
７１室外側ＥＣＵ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an outdoor unit of an air conditioner having a plurality of electric fans, and more particularly to a technique for appropriately driving an electric fan and reducing device cost.
[0002]
[Prior art]
In recent years, air conditioners used for cooling and heating of large stores and gymnasiums have a large number of indoor units as large outdoor units in order to simplify the device configuration and temperature / humidity control and reduce manufacturing costs. The large space type connected with is often used. In this type of air conditioner, one outdoor unit incorporates a plurality of relatively large low-pressure vessel compressors (such as scroll compressors and reciprocating compressors), and the number of operating compressors and electric fans By controlling the air volume and the like, an appropriate amount of liquid refrigerant or gas refrigerant is supplied to each indoor unit. In the outdoor unit, most of the side surface of the main body is formed by a heat exchanger in order to secure a sufficient heat exchanger area, and the heat exchanger itself is often a split type.
[0003]
In general, in a large space type air conditioner, since the capacity of the heat exchanger on the outdoor unit side is large, a plurality of electric fans are installed in the outdoor unit main body in order to secure a sufficient air volume even at the maximum output. When a plurality of electric fans are installed in the horizontally long outdoor unit main body, these electric fans are often installed in a horizontal line on the upper surface of the outdoor unit main body. The drive of these electric fans is controlled by a controller according to the operating state of the compressor, the temperature of the heat exchanger, and the like. There are two control methods. That is, when the electric fan is of a constant speed type (three-phase AC power supply type), the number of electric fan drives is switched according to, for example, the number of operating compressors. When the electric fan is of a variable speed type (single-phase AC power supply type), the number of operating and the number of rotations of the electric fan are appropriately switched so that, for example, a heat exchanger temperature or the like becomes a target value.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In general, in the large space type air conditioner described above, when three electric fans are arranged in a row in the outdoor unit main body, these electric fans are sequentially driven in accordance with a change in load. For example, if each electric fan is of a constant speed type having a flow rate corresponding to a load of 10 hp, the central electric fan is driven for a load of 10 hp, and the left side of the fan for a load of 20 hp. The electric fans are additionally driven, and all electric fans are driven for a load of 30 hp.
[0005]
However, when the electric fan is driven in this order, the flow of air in the outdoor unit is biased to the left at 20 horsepower, and the amount of air passing through the right heat exchanger is reduced. As a result, the evaporation rate (or condensation rate) of the refrigerant between the heat exchangers becomes non-uniform, so that the opening and closing control of the electric expansion valve is complicated and the heat exchange efficiency is reduced. In addition, since the central electric fan is constantly driven during the operation of the air conditioner, there is a problem in that the central electric fan is easily worn out as compared with the left and right electric fans, and maintenance costs and the like increase.
[0006]
On the other hand, when three constant-speed electric fans are used as described above, since the air volume can be switched only in three stages, it becomes difficult to appropriately control the air volume according to the load, and power loss and hunting occur. It will be easier. This type of problem can be solved by using a variable-speed electric fan, but in this case, including drive control parts, the single-phase motor is expensive and has a large number of parts. Forced to rise.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an outdoor unit of an air conditioner that realizes appropriate driving of an electric fan and reduction in device cost.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the invention of claim 1, the outdoor unit of the air conditioner includes three or more electric fans installed substantially in a row on the upper surface of the outdoor unit main body and a heat exchanger forming a side surface of the outdoor unit main body. In the unit, the central electric fan is a variable-speed electric fan, the electric fans at both ends are a constant-speed electric fan, and electric fan drive control means for controlling the air volume of the electric fan in a stepwise manner according to a required horsepower. Until the required horsepower reaches a predetermined value, the electric fan drive control means controls the number of revolutions of the central electric fan in a stepwise manner to vary the airflow in a stepwise manner, and the required horsepower becomes the required horsepower. When a predetermined value is exceeded, while controlling the number of rotations of the central electric fan in a stepwise manner while driving the electric fans on both ends , the airflow is varied stepwise. Machine room Unit.
[0009]
According to the present invention, for example, when three electric fans are installed, the central electric fan is driven when only one is driven, and the left and right electric fans are driven when two are driven. . This reduces the bias of the air flow in the outdoor unit and also prevents the specific electric fan from being worn out early.
[0011]
Further , according to the present invention, by performing operation / stop of each electric fan and control of the number of rotations of the central electric fan, multi-stage air volume control can be realized while suppressing device costs and running costs.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner including one outdoor unit 1 and a number of indoor units 2. In FIG. 1, a refrigerant circuit is indicated by a solid line, and an electric circuit is indicated by a chain line. is there.
[0014]
On the outdoor unit 1 side, the first to third outdoor heat exchangers 9 to 9 provided with a first to third compressors 3 to 5, an electromagnetic four-way valve 6, a flow regulator 7 and a liquid line valve 8 are provided. 11, first to third electric fans 12 to 14, an accumulator 15, and the like are provided. On the indoor unit 2 side, an electric expansion valve 31, an indoor heat exchanger 32, an electric fan 33 and the like are installed. And the equipment which comprises an outdoor unit and an indoor unit is connected by the refrigerant | coolant piping 41-65 used for distribution of a gas refrigerant or a liquid refrigerant. In the figure, 66 is an oil equalizing pipe which connects the casings of the first to third compressors 3 to 5 with each other, and 67 and 68 are refrigerant pipes 53 and 58 on the outdoor unit 1 side and refrigerant pipes 54 on the indoor unit 2 side. , 57 are connected to the service valve.
[0015]
In the case of the present embodiment, each of the first to third compressors 3 to 5 is a scroll type compressor having a capacity of 10 hp, and an oil separator 21 is attached to each. Of the first to third electric fans 12 to 14, the left and right first and third electric fans 12 and 14 are of a constant speed type having a three-phase motor, while the central second electric fan is a single-phase electric fan. It is a variable speed type (three-stage switching type) equipped with a motor. In FIG. 1, reference numeral 22 denotes a manual refrigerant shut-off valve interposed between the four-way valve 6 and the outdoor heat exchangers 7 to 9, and reference numeral 23 prevents backflow of the liquid refrigerant to each of the compressors 3 to 5. Check valve. 24 and 25 are first and second liquid valves for cooling the compressor. Reference numeral 26 denotes a low-pressure switch disposed downstream of the accumulator 15, and reference numeral 27 denotes a high-pressure switch disposed downstream of each of the compressors 3 to 5.
[0016]
Inside the outdoor unit 1, an outdoor control unit (hereinafter, referred to as an outdoor ECU) 71 including a CPU, an input / output interface, a ROM, a RAM, and the like is provided. The outdoor ECU 71 controls each of the compressors 3 to 5, the four-way valve 9, and each of the electric fans 12 to 14 based on input information from a built-in control program and various sensors including the low-pressure switch 26 and the high-pressure switch 27. Drive control.
[0017]
On the other hand, in the indoor unit 2, an indoor control unit (hereinafter, referred to as an indoor ECU) 72 including a CPU, an input / output interface, a ROM, a RAM, and the like is installed. The indoor ECU 72 controls driving of the electric expansion valve 31 and the electric fan 33 based on input signals from a built-in control program, a remote controller (not shown), various sensors, and the like. Give and receive.
[0018]
Next, the flow of the refrigerant during the cooling operation will be described.
[0019]
The gas refrigerant drawn into the first to third compressors 3 to 5 from the accumulator 15 via the refrigerant pipes 60 to 63 is discharged as a high-temperature high-pressure gas refrigerant by being adiabatically compressed. The route of the discharged high-pressure gas refrigerant is controlled by the four-way valve 9 via the refrigerant pipes 41 to 44, and then the first to third outdoor heat exchangers 9 to 11 via the refrigerant pipes 46 to 49. Flows into. The high-temperature and high-pressure gas refrigerant is cooled by the outside air while passing through the outdoor heat exchangers 9 to 11 and is condensed to become a liquid refrigerant. To the electric expansion valve 31.
[0020]
At this time, the outdoor ECU 71 appropriately controls the driving of the first to third compressors 3 to 5 and the first to third electric fans 12 to 14 according to the required horsepower and the like. When any one of the first to third compressors 3 to 5 is overheated, the first and second liquid valves 24 and 25 are appropriately opened, and the first to third liquid valves 24 and 25 are opened via the refrigerant pipes 64 and 65. The cooling liquid refrigerant is supplied to the compressors 3 to 5. When the air conditioning operation is not performed, the outdoor ECU 71 closes the liquid line valve 8 to prevent the refrigerant from stagnation (condensation) in each of the compressors 3 to 5 and each of the outdoor heat exchangers 9 to 11. I do.
[0021]
After the flow rate of the liquid refrigerant is controlled by the electric expansion valve 31, the liquid refrigerant flows into the indoor heat exchanger 32, and is vaporized while passing through the indoor heat exchanger 32 to become a gas refrigerant. Cools the blown room air. At this time, the indoor ECU 72 controls the rotation speed of the electric fan 33 based on the deviation between the set temperature and the room temperature, and determines the deviation between the inlet-side refrigerant temperature and the outlet-side refrigerant temperature of the indoor heat exchanger 23 as a predetermined value ( For example, the opening amount of the electric expansion valve 31 (the number of steps of the stepping motor for driving the valve body) is controlled so as to be 0 to 1 ° C.).
[0022]
The gas refrigerant vaporized in the indoor heat exchanger 32 flows into the accumulator 15 via the refrigerant pipes 56 to 58, the four-way valve 6, and the refrigerant pipe 59, and flows again from the refrigerant pipes 60 to 63 to the first to third compressors 3. ~ 5.
[0023]
On the other hand, during the heating operation, the four-way valve 6 is switched as shown by the broken line, and the flow of the refrigerant is opposite to that during the cooling operation, as shown by the broken arrow. That is, the high-temperature high-pressure gas refrigerant discharged from the first to third compressors 3 to 5 is introduced into the indoor heat exchanger 32, and then condensed while passing through the indoor heat exchanger 32 to form a liquid refrigerant. Then, the indoor air blown by the electric fan 33 is heated by the latent heat of condensation. Next, the liquid refrigerant flows into the first to third outdoor heat exchangers 9 to 11, is heated by the outside air while passing through the inside thereof, is vaporized to become a gas refrigerant, and then is discharged from the accumulator 15 to the second refrigerant. It is sucked into the first to third compressors 3 to 5 again.
[0024]
Next, the structure of the outdoor unit 1 will be described.
[0025]
FIG. 2 is a plan view of the outdoor unit 1, and FIG. 3 is a front view of the same. As shown in these figures, the outdoor unit 1 has a horizontally long rectangular parallelepiped appearance, and an outdoor heat exchanger 9 to 11 (FIG. 1, only the second outdoor heat exchangers 9 and 11) and a detachable decorative panel (outer plate) 83 are provided. In the figure, reference numeral 84 denotes a suction grille for protecting the heat exchangers 9 to 11. The top plate 81 is formed with three circular outlets 85 at regular intervals, and these outlets 85 are provided with concentric outlet grills 86. Then, the outside air flows into the outdoor unit 1 from the entire outer periphery except for the decorative panel 83 as shown in FIG. 2, and then is discharged from each outlet 85 as shown in FIG. In the figure, reference numerals 87 indicate end support pillars arranged at four corners of the outdoor unit 1.
[0026]
FIG. 4 is a plan view of the outdoor unit 1 with the top plate 82 removed, and FIG. 5 shows a state where the decorative panel 83 is removed and front portions of the first and second outdoor heat exchangers 9 and 11 are cut away. It is a front view of the outdoor unit 1. As shown in these figures, the first to third compressors 3 to 5 are mounted on the central portion of the substrate 81, and the first to third electric fans 12 to 14 are disposed below the respective outlets 85. Have been. The outdoor unit 1 is provided with an electrical box 91 in which the outdoor ECU 71 and the like are housed in the center of the front surface thereof. By removing the decorative panel 83, various switches and the like can be accessed. In the figure, reference numerals 92 and 93 denote a pair of left and right front support pillars (outer plates) provided for supporting the decorative panel 83 and the electrical box 91, and are joined to the substrate 81 and the top plate 82.
[0027]
Hereinafter, a form of drive control of the electric fans 12 to 14 will be described.
[0028]
As described above, in the present embodiment, the first and third electric fans 12 and 14 are of a constant speed type, and the second electric fan 13 is of a variable speed type. Each is set to be equivalent to 10 horsepower in terms of the heat exchange amount. In addition, the second electric fan can be switched among three stages of L stage (low speed), M stage (medium speed), and H stage (high speed). The air volume of 3 is obtained, and when the stage is switched to the M stage, the air volume of 2/3 of the H stage is obtained.
[0029]
Now, based on the outside air temperature detected by a temperature sensor (not shown) and the temperatures of the first to third outdoor heat exchangers 9 to 11, the outdoor ECU 71 performs the first airflow mode in the seven-stage airflow mode as shown in FIG. To drive control of the third electric fans 12 to 14.
[0030]
That is, when the air volume mode is 1 to 3, only the outdoor ECU 71 and the second electric fan 13 are driven by switching from the L stage to the H stage, thereby, as shown in FIG. The outside air that has passed through 11 is discharged from the central outlet 85. When the air volume mode is 4, the outdoor ECU 71 drives the first and third electric fans 12 and 14, and thereby, as shown in FIG. 8, the outside air passing through the outdoor heat exchangers 9 to 11. Are discharged from the left and right outlets 85. When the air volume mode is 5 to 7, the outdoor ECU 71 switches the second electric fan 13 from the L-stage to the H-stage while driving the first and third electric fans 12 and 14 and drives the second electric fan 13. As shown in FIG. 9, the outside air that has passed through the outdoor heat exchangers 9 to 11 is discharged from all the outlets 85.
[0031]
Next, switching control of the air volume modes of the first to third electric fans 12 to 14 during the cooling operation will be described.
[0032]
Until a predetermined time elapses after the start of the operation of the air conditioner, the outdoor ECU 71 determines the air volume mode from the air volume mode determination table in FIG. 3 Drive the electric fans 12 to 14 as appropriate. Then, when a predetermined time has elapsed after the start of the operation of the air conditioner, the outdoor ECU 71 raises and lowers the air volume mode by one step according to the condensation temperature of each of the outdoor heat exchangers 9 to 11. That is, after detecting the condensation temperature of each of the outdoor heat exchangers 9 to 11, if the minimum value is equal to or lower than a predetermined temperature (for example, 15 ° C.), the outdoor ECU 71 lowers the air volume mode by one step to reduce the air volume. If the maximum value is equal to or higher than a predetermined temperature (for example, 56 ° C.), the air volume mode is lowered by one step to increase the air volume. Thereby, the condensation temperature in each of the outdoor heat exchangers 9 to 11 is maintained in an appropriate range, and the utilization efficiency of the outdoor heat exchangers 9 to 11 is improved.
[0033]
As described above, in the present embodiment, since the electric fans 12 to 14 are driven so as to be symmetrical with respect to the outdoor unit 1, the air flow in the outdoor unit 1 is not biased, and the heat exchange efficiency is reduced. Was prevented. In addition, since the electric fans 12 to 14 are driven substantially uniformly, an increase in maintenance cost and the like due to wear of a specific fan is avoided. Further, while using only one expensive variable-speed electric fan 13, air flow control can be performed in multiple stages (seven stages in the present embodiment), thereby achieving both manufacturing cost and controllability. did it.
[0034]
This concludes the description of specific embodiments, but aspects of the present invention are not limited thereto. For example, in the above embodiment, the present invention is applied to an outdoor unit having three electric fans, but may be applied to an outdoor unit having four or more electric fans. In the above embodiment, the central electric fan is of a variable speed type, but the left and right electric fans may be of a variable speed type. Further, regarding the arrangement of the electric fans, the central fan may be offset forward or backward by a predetermined amount instead of being arranged in a horizontal line as in the above embodiment. In addition, the refrigerant circuit and the electric circuit of the air conditioner can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an air conditioner including three or more electric fans installed substantially in a row on the upper surface of an outdoor unit main body and a heat exchanger forming a side surface of the outdoor unit main body In the outdoor unit, the central electric fan is a variable-speed electric fan, the electric fans at both ends are a constant-speed electric fan, and the electric fan drive control for controlling the air flow of the electric fan in a stepwise manner according to a required horsepower. Means, the electric fan drive control means controls the number of revolutions of the central electric fan in a stepwise manner until the required horsepower reaches a predetermined value, thereby changing the airflow in a stepwise manner. When exceeds the predetermined value, while driving the electric fans on both ends, the number of rotations of the central electric fan is controlled in a stepwise manner to vary the airflow in a stepwise manner. Unity Air flow no longer biased at the inner, with a decrease in heat exchange efficiency can be prevented, now the electric fan is substantially uniformly drive eliminates that those specific to wear.
[0036]
Further , according to the present invention, it is possible to perform multi-stage air volume control while suppressing the number of expensive variable-speed electric fans used, thereby achieving both manufacturing cost and controllability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of an outdoor unit.
FIG. 3 is a front view showing an embodiment of the outdoor unit.
FIG. 4 is a plan view of the outdoor unit with a top plate removed.
FIG. 5 is a front view of the outdoor unit with a decorative panel removed.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an operation state of an electric fan and an air volume and the like.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a flow of air when a second electric fan is driven.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the flow of air when the first and third electric fans are driven.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a flow of air when the electric fan is driven.
FIG. 10 is an air volume mode setting table.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 outdoor units 3-5 first to third compressors 9-11 first to third outdoor heat exchangers 12 to 14 first to third electric fans 85 outlets 71 outdoor ECU

Claims

In an outdoor unit of an air conditioner having three or more electric fans installed substantially in a row on the upper surface of the outdoor unit main body and a heat exchanger forming a side surface of the outdoor unit main body,
The central electric fan is a variable speed type, and the electric fans at both ends are a constant speed type,
Electric fan drive control means for controlling the air flow of the electric fan stepwise according to the required horsepower,
The electric fan drive control means,
Until the required horsepower reaches a predetermined value, the rotational speed of the central electric fan is controlled in a stepwise manner to vary the airflow in a stepwise manner. When the required horsepower exceeds the predetermined value, The outdoor unit of an air conditioner, characterized in that, while driving the electric fan on the side, the number of rotations of the central electric fan is controlled stepwise to vary the airflow stepwise .