JP2015114036A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のユニット間の通信量を増大させることなく、ユニット間の干渉を抑制して制御対象のパラメータを目標値に小さな振幅で収束させる。
【解決手段】室内膨張弁は、室内側冷媒回路に取り付けられ、膨張弁開度ＣＥＯに基づく動作により室内側冷媒回路を循環している冷媒の状態を制御して過熱度ＳＨ１を目標過熱度ＳＨｔ１に近づける。室内機４０においては、過熱度ＳＨ１が検出され、また過熱度ＳＨ１に影響を与える外乱に関する蒸発温度Ｔｅが検出されている。室内側制御装置４７は、過熱度制御を行なう過熱度制御部１１０において、過熱度ＳＨ１を目標過熱度ＳＨｔ１に近づけるための膨張弁開度ＣＥＯの決定において、蒸発温度Ｔｅを用いて過熱度ＳＨ１に与える外乱の影響が小さくなるように膨張弁開度ＣＥＯの決定を調整する。
【選択図】図３

Description

本発明は、冷媒回路を備える冷凍装置に関する。

従来から、冷凍装置の一種である空調機では、特許文献１（特開昭６３−２９１５５号公報）に記載されているように、空調機の室内ユニットにおける膨張弁による過熱度の制御と室外ユニットにおける圧縮機の回転数による蒸発温度の制御とが同時に行なわれている。例えば、室内ユニットで膨張弁の開度調節により過熱度の制御を行なっているときに、室外ユニットで蒸発温度制御が行なわれて圧縮機の回転数が変化すると、過熱度の制御とは無関係に冷媒流量や冷媒の圧力が変化してしまう。このような圧縮機の回転数の変化による冷媒流量や冷媒の圧力の変化は、室内ユニットにおける膨張弁による過熱度の制御にとっては外乱となる。このような外乱などの相互干渉が発生すると、過熱度の制御において過熱度の値が目標値に対して変動してしまうという不具合が生じる。

室外ユニットの制御と室内ユニットの制御との間のこのような相互干渉に対応して制御対象のパラメータを目標値に小さな振幅で収束させるために、従来の空調機においてＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）制御などの非干渉制御が行なわれている。

しかし、特許文献１に記載されているようなＭＩＭＯ制御などの非干渉制御を多数の室内ユニットが室外ユニットに接続されているマルチ型の空調機に適用しようとすると、多数の室内ユニットと室外ユニットとの間の非干渉制御のための通信量が膨大なものとなり、空調機が高価なものとなったり、空調機の動作が遅くなったりするといった問題が生じる。

本発明の課題は、複数のユニット間の通信量を増大させることなく、ユニット間の干渉を抑制して制御対象のパラメータを目標値に小さな振幅で収束させることのできる冷凍装置を提供することである。

本発明の第１観点に係る冷凍装置は、制御対象ユニットの制御側冷媒回路と非制御対象ユニットの非制御側冷媒回路とが冷媒配管で結ばれるとともに制御対象ユニットと非制御対象ユニットとが通信で結ばれ、非制御対象ユニットから制御対象ユニットを独立させて所定パラメータに関する制御をする冷凍装置であって、制御側冷媒回路に取り付けられ、制御値に基づく動作により制御側冷媒回路を循環している冷媒の状態を制御して所定パラメータを目標値に近づけるための機器と、制御対象ユニットに取り付けられ、所定パラメータに関する第１測定値を検出する第１センサと、制御対象ユニットに取り付けられ、所定パラメータに影響を与える外乱に関する第２測定値を検出する第２センサとを備え、所定パラメータを目標値に近づけるための第１測定値に基づく制御値の決定において、第２測定値を用いて所定パラメータに与える外乱の影響が小さくなるように制御値の決定を調整する。

第１観点の冷凍装置においては、制御値の決定を調整する第２測定値を検出する第２センサが制御対象ユニットに取り付けられていて、しかも第２測定値が所定パラメータに影響を与える外乱に関する情報を含むものであるから、制御値の決定を調整するための情報を制御対象ユニットと非制御対象ユニットとの間の通信を使って得る必要がなくなる。

本発明の第２観点に係る冷凍装置は、第１観点に係る冷凍装置において、所定パラメータと目標値との偏差に対して比例動作、積分動作及び微分動作のうちの少なくとも一つを行なって制御値を得るための制御値算出部と、外乱に関する外乱推定値を第２測定値に基づいて推定する外乱推定器とをさらに備え、制御値算出部が出力する算出値から外乱推定器が出力する外乱推定値を差し引くことにより制御値の決定を調整する。

第２観点の冷凍装置においては、外乱推定値を差し引くことで制御値の決定を調整することができる。

本発明の第３観点に係る冷凍装置は、第２観点に係る冷凍装置において、外乱推定器は、第２測定値を微分処理する微分処理部と、微分処理部の出力に微分係数を乗じる微分係数部と、微分係数部の出力からオフセット値を差し引く減算部と、減算部の出力を入力する低域通過フィルタと、低域通過フィルタの出力に補償係数を乗じて外乱推定値を出力する補償係数部とを有する、ものである。

第３観点の冷凍装置においては、微分と係数の乗算とオフセット値の減算とフィルタリングで外乱推定値を算出できる。

本発明の第４観点に係る冷凍装置は、第１観点から第３観点のいずれかに係る冷凍装置において、制御対象ユニットは、利用ユニット及び熱源ユニットのうちの一方であり、非制御対象ユニットは、利用ユニット及び熱源ユニットのうちの制御対象ユニット以外のものであり、第２センサは、非制御側冷媒回路と制御側冷媒回路との間の相互干渉により変化する値を第２測定値として検出する、ものである。

第４観点の冷凍装置においては、第２測定値として検出される、非制御側冷媒回路と制御側冷媒回路との間の相互干渉により変化する値から外乱を精度良く推定するのは容易である。

本発明の第５観点に係る冷凍装置は、第４観点に係る冷凍装置において、制御対象ユニットは、機器として室内側膨張弁及び室内ファンのうちの少なくとも一つを有する利用ユニットであり、機器の制御値は、室内側膨張弁の弁開度及び室内ファンのファン回転数のうちの少なくとも一つであり、所定パラメータは、制御側冷媒回路における過熱度、蒸発温度、凝縮温度、低圧値及び過冷却度のうちの少なくとも一つである、ものである。

第５観点の冷凍装置においては、室内側膨張弁の弁開度、室内ファンのファン回転数の制御における制御値の決定を精度良く調整することができる。

本発明の第６観点に係る冷凍装置は、第４観点に係る冷凍装置において、制御対象ユニットは、機器として圧縮機、室外ファン及び室外側膨張弁のうちの少なくとも一つを有する熱源ユニットであり、機器の制御値は、圧縮機の圧縮機容量、室外ファンのファン回転数及び室外側膨張弁の弁開度のうちの少なくとも一つであり、所定パラメータは、制御側冷媒回路における過熱度、蒸発温度、凝縮温度、低圧値、吐出温度及び過冷却度のうちの少なくとも一つである、ものである。

第６観点の冷凍装置においては、圧縮機の圧縮機容量や室外ファンのファン回転数や室外側膨張弁の弁開度の制御における制御値の決定を精度良く調整することができる。

本発明の第１観点に係る冷凍装置では、制御対象ユニットと非制御対象ユニットの間の通信量を増大させずに制御対象ユニットと非制御対象ユニットの間の干渉を抑制して所定パラメータを目標値に小さな振幅で収束させることができる。

第２観点の冷凍装置では、制御値の調整が簡単に行なえる。

第３観点の冷凍装置では、外乱推定器を簡単に実現できる。

第４観点の冷凍装置では、制御値の決定を精度良く調整することができる。

第５観点の冷凍装置では、制御側冷媒回路における過熱度、蒸発温度、凝縮温度、低圧値及び過冷却度のうちの少なくとも一つを用いて、室内側膨張弁の弁開度及び室内ファンのファン回転数のうちの少なくとも一つを精度良く調整することができる。

第６観点の冷凍装置では、圧縮機の圧縮機容量や室外ファンのファン回転数や室外側膨張弁の弁開度を精度良く調整することができる。

本発明の第１実施形態に係る空気調和装置の概略構成を示す回路図。 外乱を説明するための概念図。 第１実施形態に係る室内側制御装置の過熱度制御部の構成を説明するためのブロック図。 室外側制御装置の蒸発温度制御部の構成を説明するためのブロック図。 従来の過熱度制御における過熱度の変化を示すグラフ。 第１実施形態の過熱度制御における過熱度の変化を説明するためのグラフ。 第１実施形態に係る第１外乱推定器の構成を説明するためのブロック図。 第２実施形態に係る室外側制御装置の凝縮温度制御部の構成を説明するためのブロック図。 第２実施形態の凝縮温度制御における凝縮温度の変化を説明するためのグラフ。 第２実施形態に係る第２外乱推定器の構成を説明するためのブロック図。

＜第１実施形態＞
（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明の第１実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。空気調和装置１０は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、例えばビル等の建物の室内の冷暖房に使用される装置である。第１実施形態において説明する空気調和装置１０は、１台の熱源ユニットとしての室外機２０と、それに並列に接続された複数台（本実施形態では、３台）の複数の利用ユニットとしての室内機４０，５０，６０と、室外機２０と室内機４０，５０，６０とを接続する冷媒連絡管としての液冷媒連絡管７１及びガス冷媒連絡管７２とを備えている。すなわち、本実施形態の空気調和装置１０の蒸気圧縮式の冷媒回路１１は、室外機２０と、室内機４０，５０，６０と、液冷媒連絡管７１及びガス冷媒連絡管７２とが接続されることによって構成されている。

（１−１）室内機
室内機４０，５０，６０は、例えばビル等の建物１の室内の天井に埋め込みや吊り下げ等により、または、室内の壁面に壁掛け等により、例えば会議室などの複数の部屋に設置されている。室内機４０，５０，６０は、液冷媒連絡管７１及びガス冷媒連絡管７２を介して室外機２０に接続されており、冷媒回路１１の一部を構成している。

次に、室内機４０，５０，６０の構成について説明する。なお、室内機４０と室内機５０、６０とは同様の構成であるため、ここでは、室内機４０の構成のみについて説明し、室内機５０、６０の構成については、それぞれ、室内機４０の各部を示す４０番台の符号の代わりに５０番台または６０番台の符号を付して、各部の説明を省略する。

室内機４０は、冷媒回路１１の一部を構成する室内側冷媒回路１１ａ（室内機５０では室内側冷媒回路１１ｂ、室内機６０では室内側冷媒回路１１ｃ）を有している。この室内側冷媒回路１１ａは、膨張機構としての室内膨張弁４１と、利用側熱交換器としての室内熱交換器４２とを有している。

室内膨張弁４１は、室内側冷媒回路１１ａ内を流れる冷媒の流量の調節等を行うために、室内熱交換器４２の液側に接続された電動膨張弁であり、冷媒の通過を遮断することも可能である。

室内熱交換器４２は、例えば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。

室内機４０は、装置内に室内空気を吸入して、室内熱交換器４２において冷媒と熱交換させた後に、熱交換後の室内空気を供給空気として室内に供給するための送風機としての室内ファン４３を有している。室内ファン４３は、室内熱交換器４２に供給する空気の風量を所定風量範囲において可変することが可能なファンであり、例えば直流ファンモータ等からなるモータ４３ｍによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等である。この室内ファン４３では、風量が最も小さい弱風、風量が最も大きい強風、及び弱風と強風との中間程度の中風の３種類の固定風量に設定する風量固定モードと、過熱度ＳＨや過冷却度ＳＣなどに応じて弱風から強風までの間において自動的に風量を変更する風量自動モードと、リモートコントローラ等の入力装置によって手動で変更する風量設定モードのいずれかを選択して設定することができる。すなわち、利用者が例えばリモートコントローラを使って「弱風」、「中風」及び「強風」のいずれかを選択した場合には、弱風で固定される風量固定モードとなり、「自動」を選択した場合には、運転状態に応じて自動的に風量が変更される風量自動モードとなる。なお、ここでは、室内ファン４３の風量のファンタップが「弱風」、「中風」及び「強風」の３段階で切り換えられる構成を説明している。室内ファン４３の風量である室内ファン風量Ｇａは、例えばモータ４３ｍの回転数をパラメータとする演算から導くことができる。そのほかに、室内ファン風量Ｇａは、モータ４３ｍの電流値に基づく演算から導く方法や、設定されているファンタップに基づく演算から導く方法などがある。

また、室内機４０には、各種のセンサが設けられている。室内熱交換器４２の液側には、液冷媒連絡管７１と室内熱交換器４２との間を出入りする冷媒の温度（すなわち、暖房運転時における凝縮温度Ｔｃまたは冷房運転時における蒸発温度Ｔｅに対応する冷媒温度）を検出する液側温度センサ４４が設けられている。室内熱交換器４２のガス側には、ガス冷媒連絡管７２と室内熱交換器４２との間を出入りする冷媒の温度を検出するガス側温度センサ４５が設けられている。室内機４０の室内空気の吸入口側には、装置内に流入する室内空気の温度（すなわち、室内温度Ｔｒ）を検出する室内温度センサ４６が設けられている。また、室内熱交換器４２内を流れる冷媒の温度から蒸発温度Ｔｅを検出する室内熱交温度センサ４８が設けられている。液側温度センサ４４、ガス側温度センサ４５、室内温度センサ４６及びには室内熱交温度センサ４８には、例えばサーミスタを用いることができる。

また、室内機４０は、室内機４０を構成する各部の動作を制御する室内側制御装置４７を有している。そして、室内側制御装置４７は、室内機４０の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ（図示せず）やメモリ４７ｃ等を有しており、室内機４０を個別に操作するためのリモートコントローラ（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行ったり、室外機２０との間で伝送線８０ａを介して制御信号等のやりとりを行ったりすることができるようになっている。

（１−２）室外機
室外機２０は、建物１の室外に設置されており、液冷媒連絡管７１及びガス冷媒連絡管７２を介して室内機４０，５０，６０に接続されており、室内機４０，５０，６０とともに冷媒回路１１を構成している。

次に、室外機２０の構成について説明する。室外機２０は、冷媒回路１１の一部を構成する室外側冷媒回路１１ｄを有している。この室外側冷媒回路１１ｄは、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、熱源側熱交換器としての室外熱交換器２３と、膨張機構としての室外膨張弁３８と、アキュムレータ２４とを有している。

圧縮機２１は、運転容量を可変することが可能な圧縮機であり、インバータにより回転数が制御されるモータ２１ｍによって駆動される容積式圧縮機である。なお、ここに示されている室外機２０が有する圧縮機２１は、１台であるが、室内機の接続台数が多い場合などには、圧縮機の台数を２台以上とすることもできる。

四路切換弁２２は、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁である。冷房運転時には、圧縮機２１によって圧縮される冷媒の凝縮器として室外熱交換器２３を機能させ、かつ、室外熱交換器２３において凝縮される冷媒の蒸発器として室内熱交換器４２，５２，６２を機能させるために、圧縮機２１の吐出側と室外熱交換器２３のガス側とを接続するとともに圧縮機２１の吸入側（具体的には、アキュムレータ２４）とガス冷媒連絡管７２側とを接続する（冷房運転状態：図１の四路切換弁２２の実線を参照）。一方、暖房運転時には、圧縮機２１によって圧縮される冷媒の凝縮器として室内熱交換器４２，５２，６２を機能させ、かつ、室内熱交換器４２，５２，６２において凝縮される冷媒の蒸発器として室外熱交換器２３を機能させるために、圧縮機２１の吐出側とガス冷媒連絡管７２側とを接続するとともに圧縮機２１の吸入側と室外熱交換器２３のガス側とを接続することが可能である（暖房運転状態：図１の四路切換弁２２の破線を参照）。

室外熱交換器２３は、例えばクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、空気を熱源とするために空気と冷媒との間の熱交換をさせるための機器である。室外熱交換器２３は、冷房運転時には冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器２３は、そのガス側が四路切換弁２２に接続され、その液側が室外膨張弁３８に接続されている。図１には、室外熱交換器２３が一つだけ示されているが、例えば熱交換能力を上げるために室外熱交換器２３が並列に複数接続されてもよい。

室外膨張弁３８は、室外側冷媒回路１１ｄ内を流れる冷媒の圧力や流量等の調節を行うために、冷房運転を行う際の冷媒回路１１における冷媒の流れ方向において室外熱交換器２３の下流側に配置された電動弁であり、冷媒の通過を遮断可能に構成されている。つまり、室外膨張弁３８は、室外熱交換器２３の液側に接続されている。

室外機２０は、装置内に室外空気を吸入して、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換させた後に、室外に排出するための送風機としての室外ファン２８を有している。この室外ファン２８は、室外熱交換器２３に供給する空気の風量を可変することが可能なファンであり、例えば直流ファンモータ等からなるモータ２８ｍによって駆動されるプロペラファン等である。

また、室外機２０には、圧縮機２１の吸入圧力（すなわち、冷房運転時における蒸発圧力Ｐｅに対応する冷媒圧力）を検出する吸入圧力センサ２９と、圧縮機２１の吐出圧力（すなわち、暖房運転時における凝縮圧力Ｐｃに対応する冷媒圧力）を検出する吐出圧力センサ３０と、圧縮機２１の吸入温度を検出する吸入温度センサ３１と、圧縮機２１の吐出温度を検出する吐出温度センサ３２とが設けられている。室外熱交換器２３には、冷房運転時に凝縮温度Ｔｃとなる室外熱交換器２３を流れる冷媒の温度を検出する室外熱交温度センサ３５が設けられている。また、室外機２０の室外空気の吸入口側には、装置内に流入する室外空気の温度（すなわち、室外温度）を検出する室外温度センサ３６が設けられている。吸入温度センサ３１、吐出温度センサ３２、室外熱交温度センサ３５及び室外温度センサ３６には、例えばサーミスタを用いることができる。

また、室外機２０は、室外機２０を構成する各部の動作を制御する室外側制御装置３７を有している。そして、室外側制御装置３７は、室外機２０の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ（図示せず）、メモリ３７ｂやモータ２１ｍを制御するインバータ回路等を有しており、室内機４０，５０，６０の室内側制御装置４７，５７，６７との間で伝送線８０ａを介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。

（２）空気調和装置の動作
空気調和装置１０では、冷房運転及び暖房運転において、利用者がリモートコントローラ等の入力装置により、それぞれの室内機４０，５０，６０に個別に設定している設定温度Ｔｓ１、Ｔｓ２，Ｔｓ３に室内温度Ｔｒ１、Ｔｒ２，Ｔｒ３を近づける室内温度制御を、各室内機４０，５０，６０に対して行っている。この室内温度制御では、各室内機４０，５０，６０が相互に独立して制御を行なっており、設定温度Ｔｓ１に室内温度Ｔｒ１が収束するように室内ファン４３の風量及び室内膨張弁４１の開度が調整され、設定温度Ｔｓ２に室内温度Ｔｒ２が収束するように室内ファン５３の風量及び室内膨張弁５１の開度が調整され、設定温度Ｔｓ３に室内温度Ｔｒ３が収束するように室内ファン６３の風量及び室内膨張弁６１の開度が調整される。

また、室内ファン４３，５３，６３が風量固定モードに設定されている場合には、設定温度Ｔｓ１に室内温度Ｔｒ１が収束するように室内膨張弁４１の開度が調整され、設定温度Ｔｓ２に室内温度Ｔｒ２が収束するように室内膨張弁５１の開度が調整され、設定温度Ｔｓ３に室内温度Ｔｒ３が収束するように、室内膨張弁６１の開度が調整される。風量固定モードの場合も、各室内機４０，５０，６０が相互に独立して室内温度制御を行なう。なお、室内膨張弁４１，５１，６１の開度の調整によって制御されるのは、冷房運転の場合には各室内熱交換器４２，５２，６２の出口の過熱度であり、暖房運転の場合には各室内熱交換器４２，５２，６２の出口の過冷却度である。

（２−１）暖房運転の概要
暖房運転について、図１を用いて説明する。暖房運転時は、四路切換弁２２が図１の破線で示される状態、すなわち、圧縮機２１の吐出側がガス冷媒連絡管７２を介して室内熱交換器４２，５２，６２のガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側が室外熱交換器２３のガス側に接続された状態となっている。室外膨張弁３８は、室外熱交換器２３に流入する冷媒を室外熱交換器２３において蒸発させることが可能な圧力まで減圧するために開度が調節されるようになっている。室内膨張弁４１，５１，６１は、室内熱交換器４２，５２，６２の出口における冷媒の過冷却度ＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３がそれぞれ目標過冷却度ＳＣｔ１，ＳＣｔ２，ＳＣｔ３になるように開度が調節されるようになっている。なお、目標過冷却度ＳＣｔ１，ＳＣｔ２，ＳＣｔ３は、その時の運転状態に応じて特定される過冷却度範囲の内で室内温度Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３が設定温度Ｔｓ１，Ｔｓ２，Ｔｓ３に収束するために最適な温度値に設定される。

この冷媒回路１１の状態で、圧縮機２１、室外ファン２８及び室内ファン４３，５３，６３を運転すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となり、四路切換弁２２及びガス冷媒連絡管７２を経由して、室内機４０，５０，６０に送られる。

そして、室内機４０，５０，６０に送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器４２，５２，６２において、室内空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となった後、室内膨張弁４１，５１，６１を通過する際に、室内膨張弁４１，５１，６１の弁開度に応じて減圧される。

この室内膨張弁４１，５１，６１を通過した冷媒は、液冷媒連絡管７１を経由して室外機２０に送られ、室外膨張弁３８を経由してさらに減圧された後に、室外熱交換器２３に流入する。室外熱交換器２３に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、室外ファン２８によって供給される室外空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となり、四路切換弁２２を経由してアキュムレータ２４に流入する。そして、アキュムレータ２４に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機２１に吸入される。

（２−２）冷房運転の概要
冷房運転について、図１を用いて説明する。冷房運転時は、四路切換弁２２が図１の実線で示される状態、すなわち、圧縮機２１の吐出側が室外熱交換器２３のガス側に接続され、かつ、圧縮機２１の吸入側がガス冷媒連絡管７２を介して室内熱交換器４２，５２，６２のガス側に接続された状態となっている。

この冷媒回路１１の状態で、圧縮機２１、室外ファン２８及び室内ファン４３，５３，６３を運転すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。その後、高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２を経由して室外熱交換器２３に送られて、室外ファン２８によって供給される室外空気と熱交換を行って凝縮して高圧の液冷媒となる。そして、この高圧の液冷媒は、室内機４０，５０，６０に送られる。

この室内機４０，５０，６０に送られた高圧の液冷媒は、室内膨張弁４１，５１，６１によってそれぞれ圧縮機２１の吸入圧力近くまで減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となって室内熱交換器４２，５２，６２に送られ、室内熱交換器４２，５２，６２においてそれぞれ室内空気と熱交換を行って蒸発して低圧のガス冷媒となる。

この低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡管７２を経由して室外機２０に送られ、四路切換弁２２を経由して、アキュムレータ２４に流入する。そして、アキュムレータ２４に流入した低圧のガス冷媒は、再び、圧縮機２１に吸入される。このように、空気調和装置１０では、室外熱交換器２３を圧縮機２１において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室内熱交換器４２，５２，６２を室外熱交換器２３において凝縮された後に液冷媒連絡管７１及び室内膨張弁４１，５１，６１を通じて送られる冷媒の蒸発器としてそれぞれ機能させる冷房運転を行うことが可能である。なお、空気調和装置１０では、室内熱交換器４２，５２，６２のガス側に冷媒の圧力を調整する機構が室内機４０，５０，６０のそれぞれにないため、全ての室内熱交換器４２，５２，６２における蒸発圧力Ｐｅを独立に制御することはできない。

ここで、室外膨張弁３８は、全開状態にされている。室内膨張弁４１は、室内熱交換器４２の出口（すなわち、室内熱交換器４２のガス側）における冷媒の過熱度ＳＨ１が目標過熱度ＳＨｔ１になるように開度が調節され、室内膨張弁５１は、室内熱交換器５２の出口（すなわち、室内熱交換器５２のガス側）における冷媒の過熱度ＳＨ２が目標過熱度ＳＨｔ２で一定になるように開度が調節され、室内膨張弁６１は、室内熱交換器６２の出口（すなわち、室内熱交換器６２のガス側）における冷媒の過熱度ＳＨ３が目標過熱度ＳＨｔ３になるように開度が調節されるようになっている。

つまり、各室内機４０，５０，６０では、室内側制御装置４７，５７，６７が、それぞれ各室内熱交換器４２，５２，６２の出口における冷媒の過熱度ＳＨ１、ＳＨ２，ＳＨ３が目標過熱度ＳＨｔ１，ＳＨｔ２，ＳＨｔ３になるように、フィードバック制御であるＰＩＤ制御によって室内膨張弁４１，５１，６１の開度を調節する。なお、目標過熱度ＳＨｔ１，ＳＨｔ２，ＳＨｔ３は、室内側制御装置４７，５７，６７によって、所定の過熱度範囲の内で室内温度Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３が設定温度Ｔｓ１，Ｔｓ２，Ｔｓ３に収束するために最適な温度値に設定される。

各室内熱交換器４２，５２，６２の出口における冷媒の過熱度ＳＨ１，ＳＨ２，ＳＨ３は、各ガス側温度センサ４５，５５，６５により検出される冷媒温度値から各液側温度センサ４４，５４，６４により検出される冷媒温度値を差し引くことによってそれぞれ検出される。

一方、室外機２０において、室外側制御装置３７は、各室内機４０，５０，６０が、どのように室内膨張弁４１，５１，６１が調整されているかという情報を伝達するための信号を、室内側制御装置４７，５７，６７から受信していない。従って、室外側制御装置３７は、各室内機４０，５０，６０の室内膨張弁４１，５１，６１の開度制御とは独立してつまり室内膨張弁４１，５１，６１の開度制御を知ることなく、圧縮機２１のモータ２１ｍの回転数及び室外ファン２８のモータ２８ｍの回転数を制御している。室外側制御装置３７は、蒸発器として機能している室内熱交換器４２，５２，６２の蒸発温度が目標蒸発温度（例えば１２℃）になるように、フィードバック制御であるＰＩＤ制御によって圧縮機２１のモータ２１ｍの回転数を調節する。また、室外側制御装置３７は、凝縮器として機能している室外熱交換器２３の凝縮温度が目標凝縮温度（例えば３５℃）になるように、室外機２０の室外ファン２８のモータ２８ｍの回転数を調節する。蒸発温度Ｔｅは、室内熱交温度センサ４８，５８，６８によって検出される。室外機２０で行なわれる蒸発温度制御に用いられる蒸発温度Ｔｅは、吸入圧力センサ２９により検出される圧縮機２１の吸入圧力を蒸発温度Ｔｅに対応する飽和温度値に換算したものが用いられる。また、室外機２０の凝縮温度制御に用いられる凝縮温度Ｔｃには、室外熱交温度センサ３５の検出温度が使われる。

（２−２−１）過熱度制御
各室内機４０，５０，６０で行なわれている過熱度制御について図２から図７を用いて詳細に説明する。図２には、図１に示されている空気調和装置１０の構成のうちの室内機４０，５０，６０の室内膨張弁４１，５１，６１及び室内熱交換器４２，５２，６２並びに、室外機２０の圧縮機２１、室外熱交換器２３及び室外ファン２８が示され、他の構成は省略されている。なお、ここでは説明を簡単にするために、室内ファン４３，５３，６３の風量は固定されているものとする。

３台の室内機４０，５０，６０の過熱度制御は同じように行なうことができるので、ここでは、室内機４０を例に挙げて説明する。図３に示されている室内機４０においては、室内側制御装置４７の内部に、過熱度制御を行なうための過熱度制御部１１０が形成されている。過熱度制御部１１０は、第１減算器１１１と第１ＰＩＤ制御器１１２と第１外乱推定器１１３と第２減算器１１４とを有している。第１減算器１１１では、目標過熱度ＳＨｔ１から過熱度ＳＨを差し引いてその差分を求める。第１減算器１１１の出力は、第１ＰＩＤ制御器１１２に入力される。第１ＰＩＤ制御器１１２では、従来と同様に目標過熱度ＳＨｔ１と過熱度ＳＨの差分をゼロにするための室内膨張弁４１の膨張弁開度ＥＯ（補償前）を算出する。このとき、第１ＰＩＤ制御器１１２での演算と並行して、第１外乱推定器１１３は、蒸発温度Ｔｅを入力し、外乱推定量ＤＥ１を算出する。第２減算器１１４は、第１ＰＩＤ制御器１１２が出力する膨張弁開度ＥＯから、第１外乱推定器１１３が出力する外乱推定量ＤＥ１を差し引いて、外乱補償された膨張弁開度ＣＥＯを算出する。室内側制御装置４７は、第２減算器１１４が出力した外乱補償済みの膨張弁開度ＣＥＯを使って室内膨張弁４１を制御する。

（２−２−２）過熱度制御における外乱
このときに室外機２０の過熱度制御によって生じる外乱の一例について、図４及び図５を用いて説明する。図４に示されている室外機２０においては、室外側制御装置３７の内部に、蒸発温度制御部１２０が形成されている。蒸発温度制御部１２０は、第１加算器１２１と遅延器１２２と第３減算器１２３と第２ＰＩＤ制御器１２４とを有している。第１加算器１２１では、目標蒸発温度Ｔｅｔの前回分との差分ΔＴｅｃに前回分の目標蒸発温度Ｔｅｔを加算して今回の目標蒸発温度Ｔｅｔを算出する。第１加算器１２１の出力は、遅延器１２２に入力されるとともに第３減算器１２３に入力される。遅延器１２２では、上述のように前回分の目標蒸発温度Ｔｅｔを第１加算器１２１に対して出力する。一方、今回の目標蒸発温度Ｔｅｔが入力されている第３減算器１２３には検出された蒸発温度Ｔｅが入力されており、第３加算器１２３は、目標蒸発温度Ｔｅｔから蒸発温度Ｔｅを差し引いた減算結果を第２ＰＩＤ制御器１２４に対して出力する。第２ＰＩＤ制御器１２４では、従来と同様に目標蒸発温度Ｔｅｔと蒸発温度Ｔｅの差分をゼロにするように、圧縮機２１のモータ２１ｍの回転数ＣＲを算出する。室外側制御装置２７は、第２ＰＩＤ制御器１２４が算出したこの回転数ＣＲを使って圧縮機２１を制御する。

図５は、従来の空気調和装置の運転開始時における室内機の室内膨張弁と室外機の圧縮機の動作を説明するためのグラフである。具体的には、図３に示されている過熱度制御部１１０の第１外乱推定器１１３の出力をゼロに固定して第１外乱推定器１１３の機能を停止させた過熱度制御部１１０を用い、補償されていない膨張弁開度ＥＯを使って過熱度ＳＨ１が制御されている状態が図５に示されている。図５には、補償されていない膨張弁開度ＥＯと、圧縮機２１の回転数ＣＲと、蒸発温度Ｔｅと、室内機４０の過熱度ＳＨ１とが示されている。図５に示されている膨張弁開度ＥＯと回転数ＣＲと蒸発温度Ｔｅと過熱度ＳＨ１は、空気調和装置１０の運転開始時における室内機４０の室内膨張弁４１と室外機２０の圧縮機２１の動作に関連するものである。時刻ｔ１では、圧縮機２１の運転が開始されて急激に回転数ＣＲが大きくなり、時刻ｔ２から回転数ＣＲが安定する。膨張弁開度ＥＯは、圧縮機２１の回転数ＣＲが安定して所定時間が過ぎた時刻ｔ３から過熱度ＳＨ１を目標過熱度ＳＨｔ１（例えば５℃）に近づけるための制御を始める。そのため、時刻ｔ３から、室内膨張弁４１の膨張弁開度ＥＯが大きく変化する。そして、時刻ｔ４の前後で、過熱度ＳＨ１が目標過熱度ＳＨｔ１に収束するように制御され、膨張弁開度ＥＯが変化しなくなって安定する。

ところが、時刻ｔ５において、室外側制御装置３７は、上述の圧縮機２１のモータ２１ｍの回転数ＣＲが蒸発温度Ｔｅを目標蒸発温度Ｔｅｔ（例えば１２℃）に一致させるための制御を開始する。室外側制御装置３７は、室内機４０の室内側制御装置４７の過熱度制御に配慮することなく回転数ＣＲを変化させる。

図２に示されているように、室外機２０の室外側冷媒回路１１ｄと室内機４０の室内側冷媒回路１１ａが液冷媒連絡管７１及びガス冷媒連絡管７２でつながっているため、圧縮機２１の回転数ＣＲの変化によって蒸発温度Ｔｅが目標蒸発温度Ｔｅｔに近づく変化Ｖ１を生じると、室外側冷媒回路１１ｄの冷媒流量の変化や冷媒圧力の変化が室内側冷媒回路１１ａの外乱となる。この室外側冷媒回路１１ｄの冷媒流量の変化や冷媒圧力の変化に伴う室内側冷媒回路１１ａの外乱の影響を受けて、過熱度制御が乱れて過熱度ＳＨ１の変化Ｖ２が生じる。この過熱度ＳＨ１の変化Ｖ２は、やがて室内側制御装置４７のＰＩＤ制御によって収まって過熱度ＳＨ１が目標過熱度ＳＨｔ１に収束する。

それに対して、図６は、第１実施形態に係る空気調和装置１０の運転開始時における室内機４０の室内膨張弁４１と室外機２０の圧縮機２１の動作を説明するためのグラフである。既に説明したが、図６に示されている空気調和装置１０の構成において図５に示されている空気調和装置の構成と異なる点は、第１外乱推定器１１３の出力がゼロに固定されずに、外乱推定量ＤＥ１が差し引かれるところだけである。図６に示されている膨張弁開度ＣＥＯと回転数ＣＲと蒸発温度Ｔｅと過熱度ＳＨ１も、空気調和装置１０の運転開始時における室内機４０の室内膨張弁４１と室外機２０の圧縮機２１の動作に関連するものである。

時刻ｔ１１では、圧縮機２１の運転が開始されて急激に回転数ＣＲが大きくなり、時刻ｔ１２から回転数ＣＲが安定する。膨張弁開度ＣＥＯは、圧縮機２１の回転数ＣＲが安定して所定時間が過ぎた時刻ｔ１３から過熱度ＳＨ１を目標過熱度ＳＨｔ１（例えば５℃）に近づけるための制御を始める。そのため、時刻ｔ１３から、室内膨張弁４１の膨張弁開度ＣＥＯが大きく変化する。そして、時刻ｔ１４の前後で、過熱度ＳＨ１が目標過熱度ＳＨｔ１に収束するように制御され、膨張弁開度ＣＥＯが変化しなくなって安定する。

ところが、時刻ｔ１５において、室外側制御装置３７は、上述の圧縮機２１のモータ２１ｍの回転数ＣＲが蒸発温度Ｔｅを目標蒸発温度Ｔｅｔ（例えば１２℃）に一致させるための制御を開始する。室外側制御装置３７は、室内機４０の室内側制御装置４７の過熱度制御に配慮することなく回転数ＣＲを変化させるので、図５で説明したのと同じように、圧縮機２１の回転数ＣＲの変化によって蒸発温度Ｔｅが目標蒸発温度Ｔｅｔに近づく変化Ｖ１１を生じる。この変化Ｖ１１のときに生じる室外側冷媒回路１１ｄの冷媒流量の変化や冷媒圧力の変化が室内側冷媒回路１１ａの外乱となる。

しかし、室内側制御装置４７の過熱度制御部１１０では、図３に示されているように、この蒸発温度Ｔｅの変化が、第１外乱推定器１１３に入力され、この外乱による過熱度ＳＨ１の変化を打ち消すように補償された膨張弁開度ＣＥＯが第２減算器１１４から出力される。そのため、室外側冷媒回路１１ｄの冷媒流量の変化や冷媒圧力の変化に伴う室内側冷媒回路１１ａの外乱の影響が緩和され、過熱度制御の乱れによる過熱度ＳＨ１の変化Ｖ１２が小さくなる。なお、図６において、破線で示されている変化が図５に示されている過熱度ＳＨ１の変化Ｖ２である。そのため、過熱度ＳＨ１は、室内側制御装置４７の過熱度制御部１１０のＰＩＤ制御により、外乱による変化の振幅が抑制されながら目標過熱度ＳＨｔ１に収束する。例えば、図５の過熱度ＳＨ１の変化Ｖ２の最大値が目標過熱度ＳＨｔ１＋２．７℃になったのに対し、図６の過熱度ＳＨ１の変化Ｖ１２の最大値は目標過熱度ＳＨｔ１＋１．３℃に抑えられた。

（２−２−３）過熱度制御に用いられる外乱推定器
図７には、図３に示されている第１外乱推定器１１３の構成の一例が示されている。第１外乱推定器１１３は、第１微分器２１０と第１乗算器２１１と第４減算器２１２と第１一次遅れフィルタ２１３と第２乗算器２１４とを有している。第１微分器２１０は、蒸発温度Ｔｅを時間微分して蒸発温度Ｔｅの変化を抽出する。第１微分器２１０は蒸発温度Ｔｅの微分値を第１乗算器２１１に対して出力する。第１乗算器２１１は、予め定められている微分係数ＤＣ１を蒸発温度Ｔｅの微分値に乗じて蒸発温度Ｔｅの微分値の絶対値を調整する。第１乗算器２１１は、微分値に微分係数ＤＣ１を乗じて得られた結果を第４減算器２１２に対して出力する。第４減算器２１２は、微分係数ＤＣ１が乗じられた蒸発温度Ｔｅの微分値から、予め定められているオフセット値ＯＦＶ１を差し引く。ここで用いているオフセット値ＯＦＶ１は外乱が無いときの蒸発温度Ｔｅの観測値である。オフセット値には、初期値、安定状態での観測値、観測値の平均値、動作条件から定まる値（例えば室温と蒸発温度Ｔｅとの相関値）などが用いられる。

第４減算器２１２は、微分係数ＤＣ１が乗じられた蒸発温度Ｔｅの微分値からオフセット値ＯＦＶ１を減算して得られた値を第１一次遅れフィルタ２１３に対して出力する。第１一次遅れフィルタ２１３は、低域通過フィルタであり、系の動特性（例えば圧縮機回転数の立ち上がり特性）によって決められた遮断周波数を持っている。第１一次遅れフィルタ２１３は、フィルタリングした値を第２乗算器２１４に対して出力する。第２乗算器２１４は、第１一次遅れフィルタ２１３の出力値に補償係数ＣＣ１を乗じて外乱推定値ＤＥ１を出力する。補償係数ＣＣ１は、補償された膨張弁開度ＣＥＯによって過熱度制御が安定かつ迅速に行なわれるように調整される。具体的には、図６を用いて説明したように、過熱度ＳＨ１の制御において、補償された膨張弁開度ＣＥＯを用いることによって外乱推定量ＤＥ１が相殺されるようにしている。その結果、外乱による過熱度ＳＨ１の変化Ｖ１２が抑制される。

＜第２実施形態＞
上記第１実施形態では、室外機２０の動作に起因して生じる室内機４０にとっての外乱による影響を抑制する場合について説明したが、第２実施形態では、室内機４０，５０，６０の動作に起因して生じる室外機２０にとっての外乱による影響を抑制する場合について説明する。ここでは、冷房運転時における室内機４０，５０，６０の過熱度制御による室外機２０の凝縮温度制御への影響を例に挙げて説明する。

（２−２−４）凝縮温度制御
上述の過熱温制御では、室外機２０の圧縮機２１などの動作によって外乱が生じたが、室外機２０における凝縮温度制御では、過熱度制御による室内膨張弁４１，５１，６１などの動作によって外乱が生じる。そのため、室外機２０にも、上述の室内機４０における過熱度制御部１１０と同様に、外乱により凝縮温度制御が受ける影響を小さくするための機能が付加されている。室外機２０で行なわれている凝縮温度制御について図８から図１０を用いて詳細に説明する。

図８に示されている室外機２０においては、室外側制御装置３７の内部に、凝縮温度制御を行なうための凝縮温度制御部１３０が形成されている。凝縮温度制御部１３０は、第５減算器１３１と第３ＰＩＤ制御器１３２と第２外乱推定器１３３と第６減算器１３４とを有している。第５減算器１３１では、目標凝縮温度Ｔｃｔから凝縮温度Ｔｃを差し引いてその差分を求める。第５減算器１３１の出力は、第３ＰＩＤ制御器１３２に入力される。第３ＰＩＤ制御器１３２では、従来と同様に目標凝縮温度Ｔｃｔと凝縮温度Ｔｃの差分をゼロにするための室外ファン２８の回転数ＦＲ（補償前）を算出する。このとき、第３ＰＩＤ制御器１３２での演算と並行して、第２外乱推定器１３３は、圧縮機２１の吐出圧力ＰＨを入力し、外乱推定量ＤＥ２を算出する。第６減算器１３４は、第３ＰＩＤ制御器１３２が出力する室外ファン２８の回転数ＦＲから、第２外乱推定器１３３が出力する外乱推定量ＤＥ２を差し引いて、外乱補償された室外ファン２８の回転数ＣＦＲを算出する。室外側制御装置３７は、第６減算器１３４が出力した外乱補償済みの回転数ＣＦＲを使って室外ファン２８を制御する。

（２−２−５）凝縮温度制御における外乱
このときに室内機４０，５０，６０の過熱度制御によって生じる外乱の一例について、図９を用いて説明する。図９には、室外機２０の凝縮温度制御においてファン回転数が補償された場合と補償されない場合のファン回転数と凝縮温度の関係を説明するためのグラフが示されている。図９の点線で示したものが、補償のされていないファン回転数ＦＲを用いた場合の凝縮温度Ｔｃ２の変化であり、実線で示したものが、補償のされたファン回転数ＣＦＲを用いた場合の凝縮温度Ｔｃ２の変化である。

時刻ｔ２１では、ファン回転数ＦＲを変化させて凝縮温度Ｔｃを目標凝縮温度Ｔｃｔに収束させる制御が開始され、急激にファン回転数ＦＲが大きくなる。そして、時刻ｔ２２から安定する。ところが、時刻ｔ２３から例えば室内機４０の室内膨張弁４１が、室外機２０の制御とは無関係に膨張弁開度ＣＥＯを変化させ始める。例えば、空気調和装置１０の運転開始時において、凝縮温度制御が安定してから過熱度制御が始まる場合にこのような状況が生じる。

室内機４０の室内側制御装置４７は、過熱度ＳＨ１を目標過熱度ＳＨｔ１（例えば５℃）に近づけるために近づけるため室内膨張弁４１が膨張弁開度ＣＥＯを変化させると、凝縮温度制御がその影響を受けて、図９に示されている凝縮温度Ｔｃ１，Ｔｃ２の変化が始まる。つまり、図２に示されているように、室内機４０の室内側冷媒回路１１ａと室外機２０の室外側冷媒回路１１ｄが液冷媒連絡管７１及びガス冷媒連絡管７２でつながっているため、室内膨張弁４１の膨張弁開度ＣＥＯの変化によって、凝縮温度制御が乱れて凝縮温度Ｔｃ１，Ｔｃ２の変化Ｖ２１が生じる。この凝縮温度Ｔｃ１，Ｔｃ２の変化Ｖ２１は、やがて室内側制御装置４７のＰＩＤ制御によって収まって凝縮温度Ｔｃ１，Ｔｃ２が目標過凝縮温度Ｔｃｔに収束する。

室外側制御装置３７の凝縮温度制御部１３０では、図８に示されているように、この膨張弁開度ＣＥＯの変化による外乱が、圧縮機２１の吐出圧力ＰＨの変化として第２外乱推定器１３３に入力され、この外乱による凝縮温度Ｔｃ２の変化を打ち消すように補償されたファン回転数ＣＦＲが第６減算器１３４から出力される。そのため、室内側冷媒回路１１ａの冷媒流量の変化や冷媒圧力の変化に伴う室外側冷媒回路１１ｄの外乱の影響が緩和され、凝縮温度制御の乱れによる凝縮温度Ｔｃ１の変化Ｖ２１の方が保障されないファン回転数ＦＲによる凝縮温度Ｔｃ２の変化Ｖ２１よりも小さくなる。

（２−２−６）凝縮温度度制御に用いられる外乱推定器
図１０には、図８に示されている第２外乱推定器１３３の構成の一例が示されている。第２外乱推定器１３３は、第２微分器２３０と第３乗算器２３１と第７減算器２３２と第２一次遅れフィルタ２３３と第４乗算器２３４とを有している。第２微分器２３０は、吐出圧力ＰＨを時間微分して吐出圧力ＰＨの変化を抽出する。第２微分器２３０は吐出圧力ＰＨの微分値を第３乗算器２３１に対して出力する。第３乗算器２３１は、予め定められている微分係数ＤＣ２を吐出圧力ＰＨの微分値に乗じて吐出圧力ＰＨの微分値の絶対値を調整する。第３乗算器２３１は、微分値に微分係数ＤＣ２を乗じて得られた結果を第７減算器２３２に対して出力する。第７減算器２３２は、微分係数ＤＣ２が乗じられた吐出圧力ＰＨの微分値から、予め定められているオフセット値ＯＦＶ２を差し引く。ここで用いているオフセット値ＯＦＶ２は外乱が無いときの吐出圧力ＰＨの観測値である。オフセット値には、初期値、安定状態での観測値、観測値の平均値、動作条件から定まる値などが用いられる。

第７減算器２３２は、微分係数ＤＣ２が乗じられた吐出圧力ＰＨの微分値からオフセット値ＯＦＶ２を減算して得られた値を第２一次遅れフィルタ２３３に対して出力する。第２一次遅れフィルタ２３３は、低域通過フィルタであり、系の動特性によって決められた遮断周波数を持っている。第２一次遅れフィルタ２３３は、フィルタリングした値を第４乗算器２３４に対して出力する。第４乗算器２３４は、第２一次遅れフィルタ２３３の出力値に補償係数ＣＣ２を乗じて外乱推定値ＤＥ２を出力する。補償係数ＣＣ２は、補償されたファン回転数ＣＦＲによって凝縮温度制御が安定かつ迅速に行なわれるように調整される。具体的には、図９を用いて説明したように、凝縮温度Ｔｅ１の制御において、補償されたファン回転数ＣＦＲを用いることによって外乱推定量ＤＥ２が相殺されるようにしている。その結果、外乱による凝縮温度Ｔｅ１の変化Ｖ２１が抑制される。

（３）特徴
（３−１）
以上説明したように、第1実施形態の室内機４０，５０，６０（制御対象ユニットの例）には、室内膨張弁４１，５１，６１（機器の例）の膨張弁開度ＣＥＯ（制御値の例）の決定を調整するための蒸発温度Ｔｅ（第２測定値の例）を検出する室内熱交温度センサ４８，５８，６８（第２センサの例）が室内側冷媒回路１１ａ，１１ｂ，１１ｃ（制御側冷媒回路の例）に取り付けられている。また、第２実施形態の室外機２０（制御対象ユニットの例）には、室外ファン２８のファン回転数ＣＦＲ（制御値の例）の決定を調整するための圧縮機２１の吐出圧力ＰＨ（第２測定値の例）を検出する吐出圧力センサ３０（第２センサの例）が室内側冷媒回路１１ａ，１１ｂ，１１ｃ（制御側冷媒回路の例）に取り付けられている。

そして、第１実施形態の過熱度制御においては、過熱度ＳＨ１，ＳＨ２，ＳＨ３（所定パラメータの例）を目標過熱度ＳＨｔ１，ＳＨｔ２，ＳＨｔ３（目標値の例）に近づけるための室内膨張弁４１，５１，６１の膨張弁開度ＣＥＯの決定において、蒸発温度Ｔｅを用いて過熱度ＳＨ１，ＳＨ２，ＳＨ３に与える外乱の影響が小さくなるように膨張弁開度ＣＥＯの決定を調整している。

また、第２実施形態の凝縮温度制御においては、凝縮温度Ｔｃ１（所定パラメータの例）を目標凝縮温度Ｔｃｔ（目標値の例）に近づけるための室外ファン２８（機器の例）のファン回転数ＣＦＲの決定において、圧縮機２１の吐出圧力ＰＨを用いて凝縮温度Ｔｃ１に与える外乱の影響が小さくなるようにファン回転数ＣＦＲの決定を調整している。

なお、第１実施形態においては、室外機２０が非制御対象ユニットの例であり、室外側冷媒回路１１ｄが非制御側冷媒回路の例である。第１実施形態における過熱度ＳＨ１，ＳＨ２，ＳＨ３は、各ガス側温度センサ４５，５５，６５により検出される冷媒温度値から各液側温度センサ４４，５４，６４により検出される冷媒温度値を差し引くことによってそれぞれ検出される。この場合、各ガス側温度センサ４５，５５，６５及び各液側温度センサ４４，５４，６４が第１センサの例であり、これらセンサ４４，４５，５４，５５，６４，６５で測定される測定値が第１測定値の例である。

なお、第２実施形態においては、室内機４０，５０，６０が非制御対象ユニットの例であり、室内側冷媒回路１１ａ，１１ｂ，１１ｃが非制御側冷媒回路の例である。第２実施形態における凝縮温度制御においては、室外熱交温度センサ３５（第１センサの例）により検出される冷媒温度値が第１測定値の例である。

これら蒸発温度Ｔｅや吐出圧力ＰＨは、過熱度ＳＨ１，ＳＨ２，ＳＨ３（所定パラメータの例）や凝縮温度Ｔｃ１（所定パラメータの例）に影響を与える外乱に関する情報を含むものであるから、第１実施形態では、室内側制御装置４７，５７，６７は、膨張弁開度ＣＥＯの決定を調整するための情報を室内機４０，５０，６０の室内側制御装置４７，５７，６７と室外機２０の室外側制御装置３７との間の通信を使って得る必要がなくなる。また、第２実施形態では、室外側制御装置３７は、ファン回転数ＣＦＲの決定を調整するための情報を室外機２０の室外側制御装置３７と室内機４０，５０，６０の室内側制御装置４７，５７，６７との間の通信を使って得る必要がなくなる。その結果、室内機４０，５０，６０と室外機２０の間の通信量を増大させずに、室内機４０，５０，６０と室外機２０の間の干渉を抑制して、室内機４０，５０，６０の過熱度制御においては過熱度ＳＨ１，ＳＨ２，ＳＨ３を目標過熱度ＳＨｔ１，ＳＨｔ２，ＳＨｔ３に、室外機２０の凝縮温度制御においては凝縮温度Ｔｃ１を目標凝縮温度Ｔｃｔに小さな振幅で収束させることができる。

（３−２）
第１実施形態においては、第１ＰＩＤ制御器１１２が、過熱度ＳＨ１と目標過熱度ＳＨｔ１との偏差に対してＰＩＤ制御（比例動作、積分動作及び微分動作の例）を行なって膨張弁開度ＥＯを得る制御値算出部の例である。そして、第１実施形態においては、第１外乱推定器１１３が、外乱に関する外乱推定値ＤＥ１を蒸発温度Ｔｅに基づいて推定する。そして、第２減算器１１４が、第１ＰＩＤ制御器１１２が出力する算出値から第１外乱推定器１１３が出力する外乱推定値を差し引くことにより、膨張弁開度の決定を調整して、補償された膨張弁開度ＣＥＯを得ている。

また、第２実施形態においては、第３ＰＩＤ制御器１３２が、凝縮温度Ｔｃと目標凝縮温度Ｔｃｔとの偏差に対してＰＩＤ制御（比例動作、積分動作及び微分動作の例）を行なってファン回転数ＦＲを得る制御値算出部の例である。そして、第２実施形態においては、第２外乱推定器１３３が、外乱に関する外乱推定値ＤＥ２を吐出圧力ＰＨに基づいて推定する。そして、第６減算器１３４が、第３ＰＩＤ制御器１３２が出力する算出値から第２外乱推定器１３３が出力する外乱推定値を差し引くことにより、ファン回転数の決定を調整して、補償されたファン回転数ＣＦＲを得ている。

このように、従来と同様のＰＩＤ制御の出力から、外乱推定値ＤＥ１，ＤＥ２を差し引くことで制御値である膨張弁開度ＣＥＯやファン回転数ＣＦＲの決定を調整することができるので、膨張弁開度ＣＥＯやファン回転数ＣＦＲの調整が簡単に行なえる。

なお、上記第１実施形態及び第２実施形態では、制御値算出部にＰＩＤ制御器を用いているが、ＰＩ制御やＰＤ制御など他の比例制御、積分制御及び微分制御を組み合わせたあるいは単独で行なう制御器を用いることができる。

（３−３）
第１外乱推定器１１３及び第２外乱推定器１３３は、それぞれ第１微分器２１０及び第２微分器２３０（微分処理部の例）と、微分係数ＤＣ１，ＤＣ２を乗じる第１乗算器２１１及び第３乗算器２３１（微分係数部の例）と、オフセット値ＯＦＶ１，ＯＦＶ２を差し引く第４減算器２１２及び第７減算器２３２（減算部の例）と、第１一次遅れフィルタ２１３及び第２一次遅れフィルタ２３３（低域通過フィルタの例）と、外乱推定値ＤＥ１，ＤＥ２を出力する第２乗算器２１４及び第４乗算器２３４（補償係数部の例）とを有する。このように、微分と係数の乗算とオフセット値の減算とフィルタリングで外乱推定値ＤＥ１，ＤＥ２を算出でき、第１外乱推定器１１３及び第２外乱推定器１３３を簡単に実現できる。

（３−４）
第１実施形態の制御対象ユニットは、利用ユニットである室内機４０，５０，６０であり、非制御対象ユニットは、熱源ユニットである室外機２０である。そして、室内熱交温度センサ４８，５８，６８や吐出圧力センサ３０（第２センサの例）が検出する、室内機４０，５０，６０の室内側冷媒回路１１ａ，１１ｂ，１１ｃと室外機２０の室外側冷媒回路１１ｄとの間の相互干渉により変化する値である蒸発温度Ｔｅや吐出圧力ＰＨからを外乱推定値ＤＥ１，ＤＥ２を算出しているので、外乱を精度良く推定するのは容易になり、膨張弁開度ＣＥＯやファン回転数ＣＦＲの決定を精度良く調整することができる。

（４）変形例
（４−１）変形例Ａ
上記第１実施形態及び第２実施形態では、外乱を推定することによって、室内膨張弁４１，５１，６１の膨張弁開度ＣＥＯや室外ファン２８のファン回転数ＣＦＲの決定を精度良く調整する場合を例に挙げて説明したが、調整の対象となる制御値はこれらに限られるものではない。本発明を適用する機器としては、室内側膨張弁４１，５１，６１及び室外ファン２８以外に、室外機の圧縮機や室外側膨張弁、室内機の室内ファンなどの他の機器であってもよい。また、所定パラメータとしては、上述の過熱度や凝縮温度以外に、蒸発温度、低圧値、吐出温度及び過冷却度のうちのいずれか一つであってもよい。

（４−２）変形例Ｂ
上記第１実施形態及び第２実施形態では、第１ＰＩＤ制御器１１２や第３ＰＩＤ制御器１３２の出力から差し引く外乱推定量は１種類であったが、制御値算出部の出力から差し引く外乱推定量は複数であってもよい。

（４−３）変形例Ｃ
上記第１実施形態及び第２実施形態では、冷房運転時のユニット間の干渉を抑制して制御対象のパラメータを目標値に小さな振幅で収束させる場合について説明したが、暖房運転時のユニット間の干渉を抑制する場合にも本発明を適用することができる。

（４−４）変形例Ｄ
上記第１実施形態及び第２実施形態では、空気調和装置１０の運転開始時を例に挙げて説明したが、本発明が適用できるのは、空気調和装置１０の運転開始時に限れるものではなく、運転開始時以外の状況でも上記実施形態と同様の効果を奏する。

１０ 空気調和装置
１１ 冷媒回路
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 室内側冷媒回路
１１ｄ 室外側冷媒回路
２０ 室外機
２１ 圧縮機
２３ 室外熱交換器
２８ 室外ファン
３０ 吐出圧力センサ
３５ 室外熱交温度センサ
３７ 室外側制御装置
３８ 室外膨張弁
４０，５０，６０ 室内機
４１，５１，６１ 室内膨張弁
４２，５２，６２ 室内熱交換器
４３，５３，６３ 室内ファン
４４，５４，６４ 液側温度センサ
４５，５５，６５ ガス側温度センサ
４７，５７，６７ 室内側制御装置
４８，５８，６８ 室内熱交温度センサ
７１ 液冷媒連絡管
７２ ガス冷媒連絡管
８０ 運転制御装置
１１２ 第１ＰＩＤ制御器
１１３ 第１外乱推定器
１３２ 第３ＰＩＤ制御器
１３３ 第２外乱推定器
２１０ 第１微分器
２１１ 第１乗算器
２１２ 第４減算器
２１３ 第１一次遅れフィルタ
２１４ 第２乗算器
２３０ 第２微分器
２３１ 第３乗算器
２３２ 第７減算器
２３３ 第２一次遅れフィルタ
２３４ 第４乗算器

特開昭６３−２９１５５号公報

Claims (6)

1. 制御対象ユニット（２０，４０，５０，６０）の制御側冷媒回路（１１ｄ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）と非制御対象ユニット（４０，５０，６０，２０）の非制御側冷媒回路（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）とが冷媒配管（７１，７２）で結ばれるとともに前記制御対象ユニットと前記非制御対象ユニットとが通信で結ばれ、前記非制御対象ユニットから前記制御対象ユニットを独立させて所定パラメータに関する制御をする冷凍装置（１０）であって、
   前記制御側冷媒回路に取り付けられ、制御値に基づく動作により前記制御側冷媒回路を循環している冷媒の状態を制御して前記所定パラメータを目標値に近づけるための機器（２８，４１，５１，６１）と、
   前記制御対象ユニットに取り付けられ、前記所定パラメータに関する第１測定値を検出する第１センサ（３５，４４，４５，５４，５５，６４，６５）と、
   前記制御対象ユニットに取り付けられ、前記所定パラメータに影響を与える外乱に関する第２測定値を検出する第２センサ（３０，４８，５８，６８）と
   を備え、
   前記所定パラメータを前記目標値に近づけるための前記第１測定値に基づく前記制御値の決定において、前記第２測定値を用いて前記所定パラメータに与える外乱の影響が小さくなるように前記制御値の決定を調整する、冷凍装置。
2. 前記所定パラメータと前記目標値との偏差に対して比例動作、積分動作及び微分動作のうちの少なくとも一つを行なって前記制御値を得るための制御値算出部（１１２，１３２）と、
   外乱に関する外乱推定値を前記第２測定値に基づいて推定する外乱推定器（１１３，１３３）と
   をさらに備え、
   前記制御値算出部が出力する算出値から前記外乱推定器が出力する前記外乱推定値を差し引くことにより前記制御値の決定を調整する、
   請求項１に記載の冷凍装置。
3. 前記外乱推定器は、前記第２測定値を微分処理する微分処理部（２１０，２３０）と、前記微分処理部の出力に微分係数を乗じる微分係数部（２１１，２３１）と、前記微分係数部の出力からオフセット値を差し引く減算部（２１２，２３２）と、前記減算部の出力を入力する低域通過フィルタ（２１３，２３３）と、前記低域通過フィルタの出力に補償係数を乗じて前記外乱推定値を出力する補償係数部（２１４，２３４）とを有する、
   請求項２に記載の冷凍装置。
4. 前記制御対象ユニットは、利用ユニット及び熱源ユニットのうちの一方であり、
   前記非制御対象ユニットは、前記利用ユニット及び前記熱源ユニットのうちの前記制御対象ユニット以外のものであり、
   前記第２センサは、前記非制御側冷媒回路と前記制御側冷媒回路との間の相互干渉により変化する値を前記第２測定値として検出する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の冷凍装置。
5. 前記制御対象ユニットは、前記機器として室内側膨張弁（４１，５１，６１）及び室内ファン（４３，５３，６３）のうちの少なくとも一つを有する前記利用ユニットであり、
   前記機器の制御値は、前記室内側膨張弁の弁開度及び前記室内ファンのファン回転数のうちの少なくとも一つであり、
   前記所定パラメータは、前記制御側冷媒回路における過熱度、蒸発温度、凝縮温度、低圧値及び過冷却度のうちの少なくとも一つである、
   請求項４に記載の冷凍装置。
6. 前記制御対象ユニットは、前記機器として圧縮機（２１）、室外ファン（２８）及び室外側膨張弁（３８）のうちの少なくとも一つを有する前記熱源ユニットであり、
   前記機器の制御値は、前記圧縮機の圧縮機容量、前記室外ファンのファン回転数及び前記室外側膨張弁の弁開度のうちの少なくとも一つであり、
   前記所定パラメータは、前記制御側冷媒回路における過熱度、蒸発温度、凝縮温度、低圧値、吐出温度及び過冷却度のうちの少なくとも一つである、
   請求項４に記載の冷凍装置。

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