JPS633227B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は複数段に圧縮容量が調整可能な圧縮機
と、凝縮器と、減圧装置と、利用側熱交換器とを
連結した冷媒回路と、凝縮器冷却用の送風量が複
数段に切換え可能な送風機とを備えた冷凍機の制
御装置に関するものである。 此種の冷凍機は第１図に示すように容量調整機
構を備えて複数段に圧縮容量が調整可能な圧縮機
１と、凝縮作用を行なう凝縮器２と、減圧装置３
と、蒸発作用を行なう利用側熱交換器４とが連結
されて冷媒回路５が構成され、凝縮器２には冷却
用の複数台の送風機６……が並置され、利用側熱
交換器４には蒸発作用する冷媒と熱交換を行なう
二次冷媒回路７が接続され、冷却された二次冷媒
（たとえば水）が回路７内をポンプ８にて循環さ
れてフアンコイル９に供給されるようにしてフア
ンコイル９により被空調室空気を冷却するチラー
式空気調和装置を構成している。 従来の制御装置は利用側熱交換器７の二次冷媒
流入温度を検出して圧縮機１の圧縮容量を複数段
に制御し、負荷に見合つた容量運転を行なわせる
とともに凝縮器２の周囲の外気温度を検出して外
気温度に応じた送風機６の運転台数を選択して適
度な冷却送風量が得られるようにしていた。とこ
ろが、外気温度の上昇により送風量を増大する
と、冷媒回路５の低圧側圧力が急激に下がり、こ
の状態が過渡的に２〜３分続くことがあり、圧縮
機１を損傷させたり、二次冷媒が凍結して二次冷
媒回路７を破損させたり、異常低圧検出用の圧力
スイツチを設ける場合には圧縮機１が停止して冷
房運転を継続できなくなる虞れを有していた。 本発明は上述の事実に鑑みてなされたものであ
り、凝縮器冷却用送風機の送風量増大指令時に圧
縮機を所定時間小容量運転させるようにしたこと
を特徴とし、送風量増大による冷媒回路の低圧圧
力の急激な低下を防止できるようにして圧縮機を
始めとした冷媒回路並びに二次冷媒回路などの保
護を図るとともに外気温変動に適した凝縮器冷却
送風量を選択する際に運転を中断する虞れのない
ようにした冷凍機の制御装置を提供することを目
的とする。 以下、本発明を第１図の冷凍機に適用した一実
施例について説明する。 第２図は制御装置を示し、ｌは運転スイツチ１
０を介して直流定電圧が供給される母線である。
１１はマイクロコンピユータであり、電源端子Ｂ
が母線ｌに接続され、クロツク端子CL₁，CL₂間
にマイクロコンピユータの自走時間を決める発振
器１２が接続されている。１３は母線ｌから直流
定電圧が供給され、利用側熱交換器４の二次冷媒
流入温度を検出する温度センサ１４のアナログ信
号を２進のデジタル信号に変換して出力する二次
冷媒測定回路であり、出力端がマイクロコンピユ
ータ１１の入力ポートI₁に接続されている。１５
は母線ｌの直流定電圧が供給され、凝縮器２周囲
の外気温度を検出する温度センサ１６のアナログ
信号を２進のデジタル信号に変換して出力する外
気温測定回路であり、出力端が入力ポートI₂に接
続されている。１７は母線ｌから供給される直流
定電圧を利用して所定周波数の基準パルスを発生
する基準パルス発生器であり、出力端が入力ポー
トI₃に接続されている。 １８は圧縮機１の駆動用モータ（図示）の電源
制御リレー１９並びに圧縮機１の容量調整機構制
御リレー２０ないし２２からなる圧縮機制御リレ
ー回路であり、各リレーの一端は母線ｌに接続さ
れ、他端はそれぞれ反転機能を有するドライバー
２３を介して出力ポートP₁ないしP₄に接続され
ている。２４は凝縮器冷却用の送風機６…の電源
制御リレー２５ないし２７からなる送風機運転台
数制御リレー回路であり、各リレーの一端は母線
ｌに接続され、他端はそれぞれ反転機能を有する
ドライバー２８を介して出力ポートP₅ないしP₇
に接続されている。 第３図はマイクロコンピユータ１１の動作及び
内部システムを示すものであり、夫々のポート
I₁，I₂、P₁乃至P₇は第２図に示すマイクロコンピ
ユータの夫々のポートと一致している。この図に
おいて、２９，３０は記憶装置、３３乃至３６は
タイマー装置であり、夫々60秒、15秒、30秒、３
秒の計時を行なう。尚、このタイマー装置はソフ
トウエアによるもの又は入力ポートT₃からの基
準パルスをカウントするハードウエアによるもの
のいずれでもよい。３１，３２，３７は夫々容量
設定手段、風量設定手段、制御手段であり、夫々
の動作はソフトウエア（プログラム）によつて定
められている。 まず記憶装置２９，３０は二次冷媒測定回路１
３並びに外気温測定回路１５からの出力信号をそ
れぞれ入力ポートI₁，I₂から入力して最新の各温
度データとして記憶する。 容量設定手段３１は、記憶装置２９の温度デー
タと予め記憶された設定データとをプログラム
（図示せず）に基づき比較して出力ポートP₁ない
しP₄から“１”若しくは“０”の制御信号を発
する。すなわち、この容量設定手段３１は第４図
に示すように利用側熱交換器４の二次冷媒流入温
度と設定温度との比較を行なつて第１表に示すよ
うに出力ポートP₁ないしP₄から制御信号を発し
て圧縮機１の圧縮容量率を０〜100％の５段階の
制御をする。 風量設定手段３２は、記憶装置３０の温度デー
タと予め記憶された設定データとをプログラムに
基づき比較して出力ポートP₅ないしP₇から“１”
若しくは“０”の制御信号を発する。すなわち、
この風量設定手段３２は第５図に示すように外気
温度と設定値との比較を行なつて第２表に示すよ
うに出力ポートP₅ないしP₇から制御信号を発し
て送風機６……の全台数に対する運転台数で示さ
れる送風量率を33％，67％，100％の３段階の制
御に加えて第１比較装置３１が圧縮機１の停止指
令を出した時にのみ全送風機を停止させる。

【表】

【表】 運転スイツチ１０が閉路されると、マイクロコ
ンピユータ１１は作動を開始し、測定回路１３，
１５で測定された二次冷媒温度並びに外気温度は
それぞれ記憶装置２９，３０に２進データに変換
されて記憶される。そして各データは次段の第
１、第２比較装置３１，３２にて設定データと比
較される。二次冷媒温度がたとえば14℃である
と、第４図から明らかなように第１比較装置３１
は第１表の如く出力ポートP₁ないしP₄から〔１，
１，１，１〕の信号を発して圧縮機１に100％の
容量運転を行なわせることが要求される。しかし
ながら始動時に圧縮機１をすぐに100％運転させ
ると、始動電流が極めて大きくなるとともに圧縮
機に負担がかかり、更に圧縮機への液戻りなどの
虞れがあるので、第１比較装置３１は始動時のプ
ログラムに従つてまず、出力ポートP₁ないしP₄
から〔１，０，０，０〕の信号を発し、制御リレ
ー１９のみを励磁させて圧縮機１を25％の小容量
運転にて起動させるとともにタイマー装置３３に
セツト指令を出す。タイマー装置３３が60秒の時
間計数を終えてタイムアツプ信号が入ると、第１
比較装置３１は出力ポートP₁ないしP₄から〔１，
１，０，０〕信号を発し、制御リレー１９，２０
を通電させて圧縮機１を50％の容量運転に上げる
とともにタイマー装置３４をセツトする。そして
15秒経過すると圧縮機１は75％の容量運転とな
り、タイマー装置３５がセツトされ、更に30秒経
過すると、圧縮機１は100％の容量運転となり起
動を完了する。この時の状態を図示すると第６図
のようになる。 一方、外気温度が25℃であると、第５図から明
らかなように第２比較装置３２は第２表の如く出
力ポートP₅ないしP₇から〔１，１，０〕の信号
を発して67％の送風量となるよう送風機６……を
制御することが要求される。この場合、第２比較
装置３２はまずタイマー装置３６にセツト指令を
出し、３秒後のタイムアツプ信号に基づいて出力
ポートP₅ないしP₇から〔１，０，０〕の信号を
発しリレー２５を通電させて33％の送風量となる
よう送風機６……の運転台数を選択するとともに
再度タイマー装置３６にセツト指令を出し、３秒
後に〔１，１，０〕の制御信号を発してリレー２
５，２６を通電させ、送風機６……が67％の送風
量となるように運転台数を増加させる。このよう
にすると、圧縮機１と送風機６……の始動電流の
重なりがなく送風機自身も群単位の順序起動とな
り、始動電流の重なりが緩和される。 この運転中に外気温が上昇して第６図の時刻
Txに於いて28℃を上回ると、第５図の特性から
明らかなように第２比較回路３２は出力ポート
P₅ないしP₇から〔１，１，１〕の制御信号を発
してリレー２５ないし２７が全て通電されるよう
にし、送風機６……が全部運転する100％の送風
量にして凝縮器２の冷却が十分行なわれるように
する。 この時、第１比較装置３１は第２比較装置３２
が〔１，１，０〕から〔１，１，１〕へ制御信号
を変えたことを確認し、すなわち送風量を増大さ
せる制御信号を発したことを確認して出力ポート
P₁ないしP₄からの制御信号を〔１，１，１，１〕
から〔１，０，０，０〕に変えるとともにタイマ
ー装置３３にセツト指令を出す。従つて圧縮機１
は送風機の送風量が67％から100％へと増大する
のに伴ない25％の小容量運転を行なうようにな
り、冷媒回路５は従来のように高圧圧力低下に伴
なう低圧圧力の急激な低下がなくなるので圧縮機
１を初めとした冷媒回路５並びに二次冷媒回路７
に悪影響を及ぼすことがなく、異常低圧検出スイ
ツチ（図示せず）を設ける場合にはこれが作動し
て冷房運転が中断することがない。そして60秒経
過してタイマー装置３３がタイムアツプすると、
第１比較装置３１は圧縮機１を50％の容量運転に
戻す。又、タイマー装置３４がセツトされ、更に
15秒後にタイマー装置３５がセツトされて、圧縮
機１は結局第６図に示すように60秒、15秒、30秒
の間隔にて25％→50％→75％→100％の順に元の
容量運転に戻ることになる。 このように始動時に利用するタイマー装置３３
ないし３５を用いて、第１比較装置３１は第２比
較装置３２の送風量増大指令に基づいて発した圧
縮機１の小容量運転を所定時間（本実施例では60
秒間）継続させて低圧圧力変動を吸収できるよう
にし、以後、記憶装置２９の二次冷媒温度データ
と設定値に見合つた制御信号に段階的に戻し、圧
縮機１の負担が軽くなるようにしている。 尚、上述の実施例に於いて、圧縮機１が100％
の圧縮容量運転をしていて、送風量が67から100
％に切換わつた場合について説明したが、100％
の圧縮容量運転時に33％から67％への送風量切換
をする場合、並びに75％若しくは50％の圧縮容量
運転時に67％から100％若しくは33％から67％へ
の送風量切換をする場合にも同様な制御が行なわ
れることになり、タイマー装置３３ないし３５は
必要個数だけセツトされる。又、上述の各数値は
これに限定されるものでなく、使用機種、設置場
所などに応じて適宜選択できるものである。更に
又、本発明は圧縮容量並びに送風量の調整手段な
どに於いて多くの変形実施例を有するものであ
る。 本発明は上述の如く、凝縮器冷却用送風機の送
風量増大指令時に圧縮機を所定時間小容量運転さ
せるようにしたので、送風量増大による冷媒回路
の低圧圧力の急激な低下を防止できるようにな
り、圧縮機を始めとした冷媒回路並びに二次冷媒
回路の保護を図ることができ、外気温に適した凝
縮器の冷却送風量を選択する際に異常低圧検出ス
イツチなどの作動による運転中断が回避できるこ
とになる。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の一実施例に係るもので
あり、第１図は本発明が適用可能な冷凍機の一例
を示す冷媒回路図、第２図は制御装置の電気回路
図、第３図は第２図で用いたマイクロコンピユー
タの内部システムを示すブロツク線図、第４図及
び第５図は本装置の特性説明図、第６図は本装置
の動作説明図である。 １……圧縮機、２……凝縮器、３……減圧装
置、４……利用側熱交換器、５……冷媒回路、１
１……マイクロコンピユータ、１５……外気温測
定回路、３１，３２……比較装置、３３ないし３
５……タイマー装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮容量が変更可能な圧縮機と、凝縮器と、
   減圧装置と、利用側熱交換器とを連結した冷媒回
   路と、前記凝縮器冷却用の送風量を複数段に切換
   え可能な送風機とを備えた冷凍機の制御装置にお
   いて、負荷の大きさに基づいて前記圧縮機の圧縮
   容量を設定する容量設定手段と、外気温に基づい
   て前記送風機の送風量を設定する風量設定手段
   と、この風量設定手段の送風量設定値が増加した
   時に前記容量設定手段の設定値を所定時間の間低
   容量の設定値にする制御手段とを備えたことを特
   徴とする冷凍機の制御装置。