JP2000241001A - マルチ形空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外気温度が高いときの暖房運転において、多
室運転時の能力低下と吹出温度の低下を防止できると共
に、高圧の異常上昇を防止できるマルチ形空気調和機を
提供する。 【解決手段】 圧縮機１を駆動するインバータ２１の入
力電流を電流センサ２３により検出する。上記インバー
タ２１の出力周波数と冷媒回路の高圧の上限値とに基づ
いて入力電流上限値を入力電流上限値算出部２２aによ
り算出する。次に、上記入力電流上限値算出部２２aに
より算出された入力電流上限値と電流センサ２３により
検出された上記インバータ２１の入力電流との差を電流
差算出部２２bにより算出する。そして、上記電流差算
出部２２bにより算出された入力電流上限値と入力電流
との差に基づいて、周波数変化幅上限値算出部２２cに
より周波数変化幅上限値を算出して、その算出された周
波数変化幅上限値よりも小さい周波数変化幅でインバー
タ制御部２２dはインバータ２１の出力周波数を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数の室内機に
よって多室の暖房運転を行うマルチ形空気調和機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、マルチ形空気調和機としては、外
気温度が高いときに暖房運転を起動する場合、高圧制御
用センサとして用いられる室内熱交換器用サーミスタの
検出遅れによって高圧が異常上昇するのを防止するた
め、外気温度により定まる入力電流上限値に基づいて運
転周波数の制限を行うものがある。このマルチ形空気調
和機は、外気温度が高くなるほど、入力電流上限値を下
げて高圧に対する運転周波数の上限値を低くしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記マルチ
形空気調和機では、多室運転時の圧縮機の運転可能領域
が狭くなって能力が下がり、吹出温度が低くなるという
問題がある。

【０００４】また、図４は上記マルチ形空気調和機の運
転周波数と高圧との関係を示しており、圧縮機の起動に
より運転周波数が徐々に高くなって高圧がある点まで上
昇した後、目標とする高圧値になるように運転周波数を
２分毎に９Ｈzずつ増加させる。そうすると、高圧が運
転周波数の増加に伴なって上昇し、高圧検出遅れがある
ために目標とする高圧値を越えて、再び目標高圧値にな
るように運転周波数を３０秒毎に３Ｈzずつ減少させ
る。このとき、高圧が上がり過ぎて、圧縮機の設計圧力
を越えたり、トルク不足により圧縮機が停止したりする
という問題がある。

【０００５】そこで、この発明の目的は、外気温度が高
いときの暖房運転において、多室運転時の能力低下と吹
出温度の低下を防止できると共に、高圧の異常上昇を防
止できるマルチ形空気調和機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１のマルチ形空気調和機は、圧縮機を駆動す
るインバータと、上記インバータの入力電流を検出する
入力電流検出部と、上記インバータの出力周波数と冷媒
回路の高圧の上限値とに基づいて入力電流上限値を算出
する入力電流上限値算出部と、上記入力電流検出部によ
り検出された上記入力電流と上記入力電流上限値算出部
により算出された上記入力電流上限値との差を算出する
電流差算出部と、上記電流差算出部により算出された上
記電流差に基づいて周波数変化幅上限値を算出する周波
数変化幅上限値算出部と、上記周波数変化幅上限値算出
部により算出された上記周波数変化幅上限値よりも小さ
い周波数変化幅で上記インバータの出力周波数を制御す
るインバータ制御部とを備えたことを特徴としている。

【０００７】上記請求項１のマルチ形空気調和機によれ
ば、上記圧縮機を駆動するインバータの出力周波数およ
び冷媒回路の高圧の上限値に基づいて、入力電流上限値
算出部により入力電流上限値を算出すると共に、上記入
力電流検出部により検出されたインバータの入力電流と
上記入力電流上限値との差を上記電流差算出部により算
出する。そして、上記電流差算出部により算出された電
流差に基づいて、周波数変化幅上限値算出部により周波
数変化幅上限値を算出して、上記インバータ制御部は、
周波数変化幅上限値算出部により算出された周波数変化
幅上限値よりも小さい周波数変化幅でインバータの出力
周波数を制御する。このように、冷媒回路の高圧の上限
値を入力電流上限値に置き換えて、実際のインバータの
入力電流と入力電流上限値とを比較して、高圧の上限値
近傍を検知することが可能になる。したがって、上記入
力電流上限値(高圧の上限値に相当)に実際のインバータ
の入力電流が近づくほど、インバータの出力周波数を制
御する周波数変化幅を小さくすることによって、暖房運
転において外気温度が高いときに、外気温度に応じた入
力電流制限値による出力周波数の制限をすることなく、
多室運転時の能力低下と吹出温度の低下を防止できると
共に、高圧の異常上昇を防止できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明のマルチ形空気調
和機を図示の実施の形態により詳細に説明する。

【０００９】図１はこの発明の実施の一形態のマルチ形
空気調和機の回路図であり、１は圧縮機、２は上記圧縮
機１の吐出側に一端が接続された四路弁、３は上記四路
弁２の他端に一端が接続された室外熱交換器、４は上記
室外熱交換器３の他端に一端が接続されたヘッダ、５A
〜５Dは上記ヘッダ４の他端に一端が夫々接続された電
動膨張弁、６A〜６Dは上記電動膨張弁５A〜５Dの他端に
一端が夫々接続された室内熱交換器、７は上記室内熱交
換器６A〜６Dの一端に一端が夫々接続されたヘッダ、８
は上記ヘッダ７の他端に四路弁２を介して一端が接続さ
れ、他端が圧縮機１の吸入側に接続されたアキュムレー
タである。上記室外熱交換器３とヘッダ４との間に閉鎖
弁１４を配設すると共に、ヘッダ７と四路弁２との間に
閉鎖弁１５を配設している。上記圧縮機１,四路弁２,室
外熱交換器３,ヘッダ４,電動膨張弁５A〜５D,室内熱交
換器６A〜６D,ヘッダ７およびアキュムレータ８で冷媒
回路を構成している。また、上記マルチ型空気調和機
は、上記圧縮機１の吐出管温度を検出する吐出管用サー
ミスタ１１と、上記室外熱交換器３の温度を検出する室
外熱交換器用サーミスタ１２と、上記室内熱交換器６A
〜６Dの温度を夫々検出する室内熱交換器用サーミスタ
１３A〜１３Dとを備えている。

【００１０】また、上記マルチ型空気調和機は、上記圧
縮機１を駆動するインバータ２１と、上記インバータ２
１,電動膨張弁５A〜５D等を制御する制御装置２２と、
上記インバータ２１に電源から入力される入力電流を検
出する入力電流検出部としての電流センサ２３とを備え
ている。上記制御装置２２は、入出力回路とマイクロコ
ンピュータ等からなり、上記インバータ２１の出力周波
数と冷媒回路の高圧の上限値とに基づいて入力電流上限
値を算出する入力電流上限値算出部２２aと、上記入力
電流上限値算出部２２aにより算出された入力電流上限
値と電流センサ２３により検出されたインバータ２１の
入力電流との差を算出する電流差算出部２２bと、上記
電流差算出部２２bにより算出された入力電流上限値と
入力電流との差に基づいて、周波数変化幅上限値を算出
する周波数変化幅上限値算出部２２cと、上記周波数変
化幅上限値算出部２２cにより算出された周波数変化幅
上限値よりも小さい周波数変化幅でインバータ２１の出
力周波数を制御するインバータ制御部２２dとを有して
いる。上記マルチ形空気調和機は、暖房運転時、四路弁
２を実線の切換位置に切り換えた後、圧縮機１を起動す
ると、圧縮機１から吐出された高温冷媒は、四路弁２を
介して室内熱交換器６A〜６Dで凝縮して、熱交換により
室内空気を暖める。そして、室内熱交換器６A〜６Dで凝
縮された冷媒は、電動膨張弁５A〜５Dで減圧され、減圧
された低圧冷媒は、室外熱交換器３で夫々蒸発して、室
外から熱を吸収する。その後、上記室内熱交換器６A〜
６Dで蒸発した冷媒は、四路弁２,アキュムレータ８を介
して圧縮機１の吸入側に戻る。

【００１１】上記構成のマルチ形空気調和機において、
圧縮機１の起動時等において、制御装置２２は、サーミ
スタ１３A〜１３Dにより検出される室内熱交換器６A〜
６Dの各温度に基づく高圧が所定値になるように、イン
バータ２１の出力周波数を制御する。このとき、上記イ
ンバータ２１の出力周波数の変化幅を目標圧力に近づく
に従って小さくすることによって、高圧が高くなり過ぎ
ないようにすると共に、目標圧力になるまでの時間を短
縮する。

【００１２】図３は上記マルチ形空気調和機の制御装置
２２の動作を説明するフローチャートである。以下、図
３に従って上記制御装置２２のインバータ２１の出力制
御の処理を説明する。

【００１３】まず、ステップＳ１で各室内機の△Ｄ(＝
設定温度−室内温度)の合計を算出する。

【００１４】次に、ステップＳ２に進み、△Ｄの合計に
変化があるか否かを判別して、△Ｄの合計に変化がない
と判別すると、ステップＳ３に進み、サンプリングタイ
マーがカウントオーバーか否かを判別する。そして、ス
テップＳ３でサンプリングタイマーがカウントオーバー
していないと判別すると、この処理を終了する一方、サ
ンプリングタイマーがカウントオーバーしていると判別
すると、ステップＳ４に進む。上記サンプリングタイマ
ーのカウント時間は２分間であり、２分間連続して△Ｄ
の合計に変化がない場合にステップＳ４に進むのであ
る。

【００１５】次に、ステップＳ４で上記入力電流上限値
算出部２２aにより入力電流上限値Ｉa(＝ａ×Ｆout＋
ｂ)を算出する。なお、Ｆoutは出力周波数、ａ,ｂは定
数である。

【００１６】次に、ステップＳ５に進み、電流センサ２
３により入力電流値Ｉinを検出する。次に、ステップＳ
６に進み、上記電流差算出部２２bにより入力電流上限
値Ｉaと入力電流値Ｉinとの差分△Ｉin(＝Ｉa−Ｉin)を
計算する。

【００１７】次に、ステップＳ７に進み、上記周波数変
化幅上限値算出部２２cにより周波数変化幅上限値△Ｆ
(＝ｃ×△Ｉin＋ｄ)を算出する(ｃ,ｄは定数)。

【００１８】次に、ステップＳ８に進み、Ｉ(積分)制御
の周波数変化幅を決定する。すなわち、上記周波数変化
幅を、 周波数変化幅Ｆw ＝ △Ｄ×Ｋ (Ｋは定数) により決定して(ただし、周波数変化幅Ｆw＞△Ｆの場
合、周波数変化幅Ｆw＝△Ｆ)、その周波数変化幅Ｆwで
インバータ２１の出力周波数をインバータ制御部２２d
によりＩ(積分)制御する。その後、ステップＳ９に進
む。

【００１９】一方、ステップＳ２で△Ｄの合計に変化が
あると判別すると、ステップＳ１１に進み、△Ｄの合計
の変化量を算出した後、ステップＳ１２に進む。

【００２０】次に、ステップＳ１２でＰ(比例)制御の周
波数変化幅を決定する。すなわち、△Ｄの合計の変化量
に比例する周波数変化幅Ｆwを決定して、その周波数変
化幅Ｆwでインバータ２１の出力周波数をＰ(比例)制御
する。その後、ステップＳ９に進む。

【００２１】そして、ステップＳ９でサンプリングタイ
マーをスタートさせた後、ステップＳ１に戻り、ステッ
プＳ１〜Ｓ９,Ｓ１１およびＳ１２を繰り返す。

【００２２】図２は上記マルチ形空気調和機の暖房運転
起動時の運転周波数と高圧との関係を示しており、実線
はこの実施形態のマルチ形空気調和機の運転周波数の変
化、点線は従来のマルチ形空気調和機の運転周波数の変
化を示している。図２において、△Ｆ(＝６〜０)の曲線
は、周波数変化幅上限値を示している。図２から明らか
なように、従来の運転周波数の変化に比べ、運転周波数
の安定点への収束が早く、高圧が異常上昇することがな
い。

【００２３】このように、上記マルチ形空気調和機で
は、冷媒回路の高圧の上限値を入力電流上限値Ｉaに置
き換えて、実際のインバータ２１の入力電流Ｉinと入力
電流上限値Ｉaとを比較して、高圧の上限値近傍を検知
することが可能になる。したがって、上記入力電流上限
値Ｉa(高圧の上限値に相当)にインバータ２１の入力電
流Ｉinが近づくほど、インバータ２１の出力周波数を制
御する周波数変化幅Ｆwを小さくすることによって、暖
房運転において外気温度が高いときに、外気温度に応じ
た入力電流制限値に基づくインバータの出力周波数の制
限を行うことなく、運転可能範囲を広げて、多室運転時
の能力低下と吹出温度の低下を防止できると共に、高圧
の異常上昇を防止することができる。

【００２４】上記実施の形態では、４つの室内機を有す
るマルチ形空気調和機について説明したが、室内機の数
はこれに限らず、２,３または５以上の室内機を有する
マルチ形空気調和機にこの発明を適用してもよい。

【００２５】また、上記実施の形態では、冷暖房運転を
行うマルチ形空気調和機について説明したが、暖房運転
のみを行うマルチ形空気調和機でもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明のマルチ形空気調和機は、圧縮機を駆動するインバー
タの出力周波数と、冷媒回路の高圧の上限値とに基づい
て、入力電流上限値算出部により入力電流上限値を算出
すると共に、入力電流検出部により検出されたインバー
タの入力電流と上記入力電流上限値との差を電流差算出
部により算出し、その電流差に基づいて、周波数変化幅
上限値算出部により周波数変化幅上限値を算出して、そ
の周波数変化幅上限値よりも小さい周波数変化幅でイン
バータ制御部はインバータの出力周波数を制御するもの
である。

【００２７】したがって、請求項１の発明のマルチ形空
気調和機によれば、、冷媒回路の高圧の上限値を入力電
流上限値に置き換えて、実際のインバータの入力電流と
入力電流上限値とを比較して、高圧の上限値近傍を検知
することが可能になる。したがって、上記入力電流上限
値(高圧の上限値に相当)に実際のインバータの入力電流
が近づくほど、インバータの出力周波数を制御する周波
数変化幅を小さくすることによって、暖房運転において
外気温度が高いときに、外気温度に応じた入力電流制限
値による出力周波数の制限をすることなく、運転可能範
囲を広げて、多室運転時の能力低下と吹出温度の低下を
防止できると共に、高圧の異常上昇を防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明の実施の一形態のマルチ形空
気調和機の回路図である。

【図２】 図２は上記マルチ形空気調和機の運転周波数
と高圧との関係を示す図である。

【図３】 図３は上記マルチ形空気調和機の制御装置の
動作を示すフローチャートである。

【図４】 図４は従来のマルチ形空気調和機の運転周波
数と高圧との関係を示す図である。

【符号の説明】

１…圧縮機、 ２…四路弁、 ３…室外熱交換器、 ４,7…ヘッダ、 ５A〜５D…電動膨張弁、 ６A〜６D…室内熱交換器、 ８…アキュムレータ、 １１,１２,１３A〜１３D…サーミスタ、 １４,１５…閉鎖弁、 ２１…インバータ、 ２２…制御装置、 ２２a…入力電流上限値算出部、 ２２b…電流差算出部、 ２２c…周波数変化幅上限値算出部、 ２２d…インバータ制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北川 武 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の２ ダイキン工業株式会社滋賀製作所内 Ｆターム(参考） 3L060 AA02 CC02 CC10 DD02 EE04 5H576 AA10 BB06 BB10 DD02 DD04 EE04 EE18 HB01 JJ03 JJ08 JJ18 JJ22 JJ28 LL22 LL43

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機(１)を駆動するインバータ(２１)
   と、 上記インバータ(２１)の入力電流を検出する入力電流検
   出部(２３)と、 上記インバータ(２１)の出力周波数と冷媒回路の高圧の
   上限値とに基づいて入力電流上限値を算出する入力電流
   上限値算出部(２２a)と、 上記入力電流上限値算出部(２２a)により算出された上
   記入力電流上限値と上記入力電流検出部(２３)により検
   出された上記インバータ(２１)の入力電流との差を算出
   する電流差算出部(２２b)と、 上記電流差算出部(２２b)により算出された上記入力電
   流上限値と上記入力電流との差に基づいて、周波数変化
   幅上限値を算出する周波数変化幅上限値算出部(２２c)
   と、 上記周波数変化幅上限値算出部(２２c)により算出され
   た上記周波数変化幅上限値よりも小さい周波数変化幅で
   上記インバータ(２１)の出力周波数を制御するインバー
   タ制御部(２２d)とを備えたことを特徴とするマルチ形
   空気調和機。