(57)【要約】【課題】高価な振動検出装置を全ての製品に搭載することなく、製造におけるばらつきによる共振周波数のずれを考慮せずとも、共振による配管の振動に伴う騒音の増大や、冷媒配管の疲労破壊を最適に回避すること。【解決手段】インバータ駆動制御装置に書替え可能なデータ記憶手段と、振動検出手段からの電気信号入力部と圧縮機の実際の運転周波数検出手段を備えたもので、製品組立後の、一時的な試運転時にのみ、振動検出手段を接続し、圧縮機運転を実際に使用される最小周波数から最大周波数にわたり運転し、各々の運転周波数における最大負荷条件を熱交換器の温度から、推定することで実現し、その時に振動検出手段からの信号が、予め設定した基準値を超えたとき、その時点の圧縮機の運転周波数を書替え可能なデータ記憶手段に運転禁止周波数として記憶させ、以降の通常の圧縮機運転時に、運転禁止周波数として記憶した運転周波数での連続運転を回避する。【選択図】図１
2012110070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機モータの回転数を変えて能力制御を行うインバータ駆動空気調和機で、インバータ駆動制御装置に書替え可能なデータ記憶手段と、振動検出手段からの電気信号入力部と圧縮機の実際の運転周波数検出手段を備えたもので、圧縮機運転を運転させ、振動検出手段からの電気信号が、予め設定した基準値を超えたとき、その時点の圧縮機の運転周波数を書替え可能なデータ記憶手段に運転禁止周波数として記憶させ、以降の圧縮機運転時に、運転禁止周波数として記憶した運転周波数での連続運転を回避する空気調和機。
【請求項２】
空気調和機ユニット組立完成時に一時的に振動検出手段を接続し、試運転モードにおいて圧縮機を実運転で使用される最小周波数と最大周波数の範囲で変化させ運転し、振動検出手段からの電気信号が、予め設定した基準値を超えたとき、その時点の圧縮機の運転周波数を書替え可能なデータ記憶手段に運転禁止周波数として記憶させ、以降の圧縮機運転時に、運転禁止周波数として記憶した運転周波数での連続運転を回避する請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
空気調和機ユニットを家屋等に設置後一時的に振動検出手段を接続し、試運転モードにおいて圧縮機を実運転で使用される最小周波数と最大周波数の範囲で変化させ運転し、振動検出手段からの電気信号が、予め設定した基準値を超えたとき、その時点の圧縮機の運転周波数を書替え可能なデータ記憶手段に運転禁止周波数として記憶させ、以降の圧縮機運転時に、運転禁止周波数として記憶した運転周波数での連続運転を回避する請求項１に記載の空気調和機。
【請求項４】
試運転モードにおいて最大負荷状態を作り出しながら圧縮機を実運転で使用される最小周波数と最大周波数の範囲で変化させ運転し、振動検出手段からの電気信号が、予め設定した基準値を超えたとき、その時点の圧縮機の運転周波数を書替え可能なデータ記憶手段に運転禁止周波数として記憶させ、以降の圧縮機運転時に、運転禁止周波数として記憶した運転周波数での連続運転を回避する請求項１または請求項２または請求項３に記載の空気調和機。
【請求項５】
振動検出手段として加速度センサを用いた請求項１または請求項２または請求項３または請求項４に記載の空気調和機。
【請求項６】
振動検出手段として歪ゲージと動歪計を用いた請求項１または請求項２または請求項３または請求項４に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインバータを用いて圧縮機の回転数を可変速とした空気調和機に係わり、特に冷媒配管の共振現象を回避するための、圧縮機の回転数制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の空気調和機は圧縮機モータの電源周波数をインバータにより幅広く制御するために、圧縮機において発生する振動と、圧縮機に連接される冷媒配管系の固有振動数とが共振する場合があり、共振した状態で圧縮機の運転を継続すると、共振による配管の振動に伴う騒音の増大や、冷媒配管の疲労破壊を起こす恐れがあり、従来、予め共振が予測される運転周波数をシミュレーションや実験により求め、その運転周波数をスキップさせる、あるいは特許文献１に示されるように、圧縮機のケース或いは冷媒配管等に振動検出装置を備え、この振動検出装置が検出した振動値が予め設定した異常振動値を超えた場合に前記圧縮機の運転周波数を上昇または下降させる手段により、冷媒配管系の共振現象を回避する方法が提案されている。
【０００３】
図２は、特許文献１に記載された従来の空気調和機の構成を示すものである。
図２に示すように、電源１より、整流回路２を介して、インバータ３に直流電力が供給される。インバータ３は６個のトランジスタと６個のダイオードがブリッジ結線され、正極側に配備されたトランジスタをチョッパ制御することによって、圧縮機モータ４の回転数を制御する構成となっている。インバータ３は室外制御装置５の制御下に配され、室外制御装置５は内蔵された制御プログラムと、制御用データによりインバータ３を通じて圧縮機モータ４を運転させる。室外制御装置５には振動検出装置６が電気的に接続されると共に、振動検出装置６は圧縮機のケースまたは接続配管に装着される。室外制御装置５が圧縮機をある周波数で運転した時、振動検出装置６によって検出された振動値が、予め設定された異常振動値を超えて所定時間以上継続した時、室外制御装置５は、その運転周波数での圧縮機の運転を継続させず、圧縮機の運転周波数を上昇または降下させることにより、圧縮機と接続配管の共振周波数での圧縮機の運転を回避する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−１２５７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成は、高価な振動検出装置を全ての製品に搭載しなければならず、一般には普及していない。また、予め共振が予測される運転周波数をシミュレーションや実験により求め、その運転周波数をスキップさせる方法では、配管製造における成形ばらつきや、組立時のばらつきによる共振周波数のずれを考慮する必要があり、回避すべき運転周波数範囲を必要以上に大きく確保する必要があり、快適性を犠牲にせざるを得ない面があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高価な部品を全ての製品に使用することなく、共振による配管の振動に伴う騒音の増大や、冷媒配管の疲労破壊を回避することを目的とする。
【０００７】
また本発明は、回避すべき運転周波数を製品ごとに必要最小限に留め、快適性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、インバータ駆動制御装置に書替え可能なデータ記憶手段と、振動検出手段からの電気信号入力部と圧縮機の実際の運転周波数検出手段を備えたもので、圧縮機運転を運転させ、振動検出手段からの電気信号が、予め設定した基準値を超えたとき、その時点の圧縮機の運転周波数を書替え可能なデータ記憶手段に運転禁止周波数として記憶させ、以降の圧縮機運転時に、運転禁止周波数として記憶した運転周波数での連続運転を回避するものである。
【０００９】
これによって、圧縮機の運転において、配管と共振する周波数での運転を回避し、共振による配管の振動に伴う騒音の増大や、冷媒配管の疲労破壊を防ぐことができる。
【００１０】
また本発明の空気調和機は、空気調和機ユニット組立完成時に一時的に振動検出手段を接続し、試運転モードにおいて圧縮機を実運転で使用される最小周波数と最大周波数の範囲で変化させ運転し、振動検出手段からの電気信号が、予め設定した基準値を超えたとき、その時点の圧縮機の運転周波数を書替え可能なデータ記憶手段に運転禁止周波数として記憶させ、以降の圧縮機運転時に、運転禁止周波数として記憶した運転周波数での連続運転を回避するものである。
【００１１】
これによって、振動検出手段として用いられる高価な部品を全ての製品に使用することなく、また配管製造における成形ばらつきや、組立時のばらつきを考慮して、回避すべき運転周波数範囲を必要以上に大きく確保する必要がなくなり、快適性を向上させることができる。
【００１２】
また本発明の空気調和機は、空気調和機ユニットを家屋等に設置後一時的に振動検出手段を接続し、試運転モードにおいて圧縮機を実運転で使用される最小周波数と最大周波数の範囲で変化させ運転し、振動検出手段からの電気信号が、予め設定した基準値を超えたとき、その時点の圧縮機の運転周波数を書替え可能なデータ記憶手段に運転禁止周波数として記憶させ、以降の圧縮機運転時に、運転禁止周波数として記憶した運転周波数での連続運転を回避するものである。
【００１３】
これによって、振動検出手段として用いられる高価な部品を全ての製品に使用することなく、また配管製造における成形ばらつきや、組立時のばらつきを考慮して、回避すべき運転周波数範囲を必要以上に大きく確保する必要がなくなり、快適性を向上させることができる。
【００１４】
また本発明の空気調和機は、試運転モードにおいて最大負荷状態を作り出しながら圧縮機を実運転で使用される最小周波数と最大周波数の範囲で変化させ運転し、振動検出手段からの電気信号が、予め設定した基準値を超えたとき、その時点の圧縮機の運転周波数を書替え可能なデータ記憶手段に運転禁止周波数として記憶させ、以降の圧縮機運転時に、運転禁止周波数として記憶した運転周波数での連続運転を回避するものである。
【００１５】
これによって、試運転時の運転環境にかかわらず、圧縮機の振動が最大となる最大負荷状態で、回避すべき運転周波数を設定できるので、実用上必要とされる回避すべき運転周波数を漏れなく設定できる。
【００１６】
また本発明の空気調和機は、振動検出手段として加速度センサを用いたものである。
【００１７】
これによって、振動状態を電気信号に変換し、上記動作を実現することができる。
また本発明の空気調和機は、振動検出手段として歪ゲージと動歪計を用いたものである。
【００１８】
これによって、振動状態を電気信号に変換し、かつ配管の伸縮のみを検出できるため、送風機等の振動要素を排除し、精度良く、回避すべき運転周波数を漏れなく設定できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の空気調和機は、インバータ駆動制御装置に書替え可能なデータ記憶手段と、振動検出手段からの電気信号入力部と圧縮機の実際の運転周波数検出手段を備えたもので、圧縮機運転を運転させ、振動検出手段からの電気信号が、予め設定した基準値を超えたとき、その時点の圧縮機の運転周波数を書替え可能なデータ記憶手段に運転禁止周波数として記憶させ、以降の圧縮機運転時に、運転禁止周波数として記憶した運転周波数での連続運転を回避することで、圧縮機の運転において、配管と共振する周波数での運転を回避し、共振による配管の振動に伴う騒音の増大や、冷媒配管の疲労破壊を防ぎ、信頼性の高い空気調和機を提供できる。
【００２０】
また本発明の空気調和機は、空気調和機ユニット組立完成時に一時的に振動検出手段を接続し、試運転モードにおいて圧縮機を実運転で使用される最小周波数と最大周波数の範囲で変化させ運転し、振動検出手段からの電気信号が、予め設定した基準値を超えたとき、その時点の圧縮機の運転周波数を書替え可能なデータ記憶手段に運転禁止周波数として記憶させ、以降の圧縮機運転時に、運転禁止周波数として記憶した運転周波数での連続運転を回避することで、振動検出手段として用いられる高価な部品を全ての製品に使用することを必要とせず、安価な空気調和機を提供でき、また配管製造における成形ばらつきや、組立時のばらつきを考慮して、回避すべき運転周波数範囲を必要以上に大きく確保する必要がなくなり、快適性の高い空気調和を行うことができる。
【００２１】
また本発明の空気調和機は、空気調和機ユニットを家屋等に設置後一時的に振動検出手段を接続し、試運転モードにおいて圧縮機を実運転で使用される最小周波数と最大周波数の範囲で変化させ運転し、振動検出手段からの電気信号が、予め設定した基準値を超えたとき、その時点の圧縮機の運転周波数を書替え可能なデータ記憶手段に運転禁止周波数として記憶させ、以降の圧縮機運転時に、運転禁止周波数として記憶した運転周波数での連続運転を回避することで、振動検出手段として用いられる高価な部品を全ての製品に使用することを必要とせず、安価な空気調和機を提供でき、また配管製造における成形ばらつきや、組立時のばらつきを考慮して、回避すべき運転周波数範囲を必要以上に大きく確保する必要がなくなり、快適性の高い空気調和を行うことができる。
【００２２】
また本発明の空気調和機は、試運転モードにおいて最大負荷状態を作り出しながら圧縮機を実運転で使用される最小周波数と最大周波数の範囲で変化させ運転し、振動検出手段からの電気信号が、予め設定した基準値を超えたとき、その時点の圧縮機の運転周波数を書替え可能なデータ記憶手段に運転禁止周波数として記憶させ、以降の圧縮機運転時に、運転禁止周波数として記憶した運転周波数での連続運転を回避することで、試運転時の運転環境にかかわらず、圧縮機の振動が最大となる最大負荷状態で、回避すべき運転周波数を設定できるので、実用上必要とされる回避すべき運転周波数を漏れなく設定できるので、快適性を向上させつつ、信頼性の高い空気調和機を提供できる。
【００２３】
また本発明の空気調和機は、振動検出手段として加速度センサを用いることで、振動状態を電気信号に変換し、上記動作を実現し、安価で快適性の高い、かつ信頼性の高い空気調和機を提供できる。
【００２４】
また本発明の空気調和機は、振動検出手段として歪ゲージと動歪計を用いることで、振動状態を電気信号に変換し、かつ配管の伸縮のみを検出でき、送風機等の振動要素を排除し、精度良く回避すべき運転周波数を漏れなく設定できるので、安価で快適性の高い、か
つ信頼性の高い空気調和機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機の制御回路図
【図２】従来の空気調和機の制御回路図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
第１の発明は、インバータ駆動制御装置に書替え可能なデータ記憶手段と、振動検出手段からの電気信号入力部と圧縮機の実際の運転周波数検出手段を備えたもので、圧縮機運転を運転させ、振動検出手段からの電気信号が、予め設定した基準値を超えたとき、その時点の圧縮機の運転周波数を書替え可能なデータ記憶手段に運転禁止周波数として記憶させ、以降の圧縮機運転時に、運転禁止周波数として記憶した運転周波数での連続運転を回避するものである。
【００２７】
第２の発明は、空気調和機ユニット組立完成時に一時的に振動検出手段を接続し、試運転モードにおいて圧縮機を実運転で使用される最小周波数と最大周波数の範囲で変化させ運転し、振動検出手段からの電気信号が、予め設定した基準値を超えたとき、その時点の圧縮機の運転周波数を書替え可能なデータ記憶手段に運転禁止周波数として記憶させ、以降の圧縮機運転時に、運転禁止周波数として記憶した運転周波数での連続運転を回避するものである。
【００２８】
第３の発明は、空気調和機ユニットを家屋等に設置後一時的に振動検出手段を接続し、試運転モードにおいて圧縮機を実運転で使用される最小周波数と最大周波数の範囲で変化させ運転し、振動検出手段からの電気信号が、予め設定した基準値を超えたとき、その時点の圧縮機の運転周波数を書替え可能なデータ記憶手段に運転禁止周波数として記憶させ、以降の圧縮機運転時に、運転禁止周波数として記憶した運転周波数での連続運転を回避するものである。
【００２９】
第４の発明は、試運転モードにおいて最大負荷状態を作り出しながら圧縮機を実運転で使用される最小周波数と最大周波数の範囲で変化させ運転し、振動検出手段からの電気信号が、予め設定した基準値を超えたとき、その時点の圧縮機の運転周波数を書替え可能なデータ記憶手段に運転禁止周波数として記憶させ、以降の圧縮機運転時に、運転禁止周波数として記憶した運転周波数での連続運転を回避するものである。
【００３０】
第５の発明は、振動検出手段として加速度センサを用いたものである。
【００３１】
第６の発明は、振動検出手段として歪ゲージと動歪計を用いたものである。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における空気調和機の制御回路を示すシステム図である。
【００３４】
電源１は整流回路２直流電源化され、インバータ３に直流電力を供給している。インバータ３は６個のトランジスタと６個のダイオードがブリッジ結線され、正極側に配備されたトランジスタをチョッパ制御することによって、圧縮機モータ４の回転数を制御する構成となっている。インバータ３はマイコン７の制御下に配され、マイコン７は室外制御装置５１上に配された定電圧回路８から駆動用の電源を供給されている。マイコン７内部または外部に制御プログラムを書込んだＲＯＭ（リードオンリーメモリ）９、および圧縮機
の実際の運転周波数検出手段を備えており、マイコン７の外部には電気消去書込み可能な不揮発性メモリ１０に空気調和機の制御用データが書込まれている。
【００３５】
室外制御装置５１のマイコン７は、ＲＯＭ９に書込まれた制御プログラムと、不揮発性メモリ１０に書込まれた制御用データの内容を参照しながらインバータ３を通じて圧縮機モータ４を運転させる。
【００３６】
同じく室外制御装置５１には、振動検出装置６１を接続する電気信号入力部１１を備えている。
【００３７】
振動検出装置６１は加速度センサ、または歪ゲージと動歪計を用いている。
【００３８】
実使用に先立ち、空気調和機ユニット組立完成時、あるいは空気調和機ユニットを家屋等に設置後、一時的に振動検出装置６１を圧縮機ケースまたは接続配管に取付け、信号出力線１２を室外制御装置５１の電気信号入力部１１に接続し、試運転モードにおいて圧縮機を実運転で使用される最小周波数と最大周波数の範囲で変化させ運転し、振動検出装置６１からの電気信号が、予め設定ＲＯＭ９または不揮発性メモリ１０に記憶していた基準値を超えたとき、その時点の圧縮機の運転周波数を不揮発性メモリ１０に運転禁止周波数として記憶させる。この試運転モードにおける運転禁止周波数データの補正を終えた後、振動検出装置６１は取り外され、他のユニットの補正に繰返し供される。それ以降の実使用において、マイコン７は圧縮機運転時に、運転禁止周波数として記憶した周波数での運転指令をインバータ３に発令することを回避する。
【００３９】
また、室外制御装置５１には室外熱交換器の温度を検出するサーミスタからなる配管温度センサ１３と、室外ファンモータ１４がファンモータ駆動回路１５を介し接続されており、前記試運転モードにおいて圧縮機を実運転で使用される最小周波数と最大周波数の範囲で変化させ運転するとき、予めマイコン７のＲＯＭ９または、不揮発性メモリ１０に記憶された、各周波数での最大負荷に相当する熱交換器温度に合う様、マイコン７は室外ファンモータ１４の回転数を変化させ、各周波数での最大負荷を圧縮機に与える。これにより、試運転時の運転環境に関わらず、実使用において予想される、或いは運転保証の範囲で最大となる圧縮機、または配管の振動状態を実現し、振動による騒音の増大や、配管の疲労破壊を回避する。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、本発明にかかる空気調和機は、安価に、かつ製造におけるばらつきを考慮せずとも、回避すべき運転周波数範囲を正確に設定することができるので、圧縮機を用いた冷凍サイクルを使用した機器、即ちヒートポンプ式給湯器や、除湿機、冷蔵庫等の機器の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００４１】
３  インバータ
５  室外制御装置
６  振動検出装置
７  マイコン
１３  配管温度センサ
５１  室外制御装置
６１  振動検出装置
【図１】
2012110070.tif 000003
【図２】
2012110070.tif 000004