JP2754933B2 - 多室形空気調和機 - Google Patents

多室形空気調和機

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JP2754933B2
JP2754933B2 JP3062809A JP6280991A JP2754933B2 JP 2754933 B2 JP2754933 B2 JP 2754933B2 JP 3062809 A JP3062809 A JP 3062809A JP 6280991 A JP6280991 A JP 6280991A JP 2754933 B2 JP2754933 B2 JP 2754933B2
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superheat
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正三 船倉
晃司 戎
正高 尾関
雄二 吉田
完爾 羽根田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/21Refrigerant outlet evaporator temperature

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は多室形空気調和機におけ
る膨張弁開度と圧縮機回転数の制御に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来の多室形空気調和機のシス
テム構成図であり、1は圧縮機、2は冷暖房サイクルを
切替える四方弁、3は室外熱交換器、4はレシーバ、5
はアキュムレータであり、室外機6に備えられている。
室内機7A、7B、7C各々は、室内熱交換器8A、8
B、8C、室内膨張弁9A、9B、9C、室温検知器1
0A、10B、10Cを備え、各部屋11A、11B、
11Cに設置され、室外機6、及び各室内機7A、7
B、7Cの各ガス側、及び液側を各々ガス側管路12、
及び液側管路13で接続して閉回路となし、ガス側管路
12には圧力検知器14を備え、閉回路の内部に冷媒を
封入してなる周知のヒートポンプサイクルである。
【0003】かかる構成における多室形空気調和機の作
用様態を以下に説明する。暖房運転時は、図7の実線に
示す如く、冷媒は、圧縮機1において圧縮され高温高圧
の蒸気となって四方弁2を通ってガス側管路12に吐出
され、各室内機7A、7B、7C内の各室内熱交換器8
A、8B、8Cに至る。かかるとき各室内熱交換器8
A、8B、8Cは凝縮器として働き、各部屋11A、1
1B、11Cの空気に熱を与えることにより各部屋11
A、11B、11Cを暖房し、冷媒は凝縮液化する。液
化した冷媒は各室内膨張弁9A、9B、9C、及び液側
管路13及びレシーバ4を通って室外熱交換器3に至
る。かかるとき室外熱交換器3は蒸発器として働き、外
気よりの熱を受けて蒸発し、低圧蒸気となって四方弁
2、及びアキュムレータ5を通って圧縮機1に吸入され
る。
【0004】冷房運転時は図7の破線に示す如く、四方
弁2の切替えにより室外熱交換器3は凝縮器、各室内熱
交換器8A、8B、8Cは蒸発器として働き、各部屋1
1A、11B、11Cの空気から吸熱することにより、
各部屋11A、11B、11Cを冷房する。
【0005】次に、各室内膨張弁9A、9B、9Cの作
用様態を以下に説明する。各室内膨張弁9A、9B、9
Cの開度を増加すると、冷媒の流量が増加し、暖房運転
時では各部屋11A、11B、11Cの室温が上昇し、
冷房運転時では逆に低下し、その温度は各室温検知器1
0A、10B、10Cにより検知される。
【0006】また、圧縮機1の作用様態を以下に説明す
る。圧縮機1の回転数を増加すると、冷媒の流量が増加
し、暖房運転時では高圧ガス管路となるガス側管路12
での冷媒圧力が上昇し、冷房運転時では低圧ガス管路と
なるガス側管路12での冷媒圧力が低下し、その圧力は
圧力検知器14により検知される。
【0007】このような多室形空気調和機では、各部屋
11A、11B、11Cの負荷に応じた室温の制御と、
負荷の合計を反映したサイクルの状態量である圧力の制
御が必要となる。
【0008】図8は従来の多室形空気調和機の各室内膨
張弁、及び圧縮機の制御ブロック構成図であり、各室温
制御器15A、15B,15C及び圧力制御器16は、
各部屋11A、11B、11Cの各室温の目標値を設定
する各室温設定器17A、17B、17C及び圧力の目
標値を設定する圧力設定器18と各室温検知器10A、
10B、10C及び圧力検知器14との各出力の差を出
力する各減算器19A、19B、19C、19D、各減
算器19A、19B、19C、19Dの各出力を積分す
る各積分器20A、20B、20C、20D、各減算器
19A、19B、19C、19Dの各出力を微分する各
微分器21A、21B、21C、21D、また22A、
22B、22C、22Dは各比例係数設定器、23A、
23B、23C、23Dは各積分係数設定器、24A、
24B、24C、24Dは各微分係数設定器、25A、
25B、25C、25Dは各減算器19A、19B、1
9C、19Dの各出力と各比例係数設定器22A、22
B、22C、22Dの各出力との積を出力する各第一掛
算器、26A、26B、26C、26Dは各積分器20
A、20B、20C、20Dの各出力と各積分係数設定
器23A、23B、23C、23Dの各出力との積を出
力する各第二掛算器、27A、27B、27C、27D
は各微分器21A、21B、21C、21Dの各出力と
各微分係数設定器24A、24B、24C、24Dの各
出力との積を出力する各第三掛算器、各第一掛算器25
A、25B、25C、25D、各第二掛算器26A、2
6B、26C、26D、及び各第三掛算器27A、27
B、27C、27Dの和を出力する各加算器28A、2
8B、28C、28Dを備え、各加算器28A、28
B、28C、28Dの各出力によって各室内膨張弁9
A、9B、9Cの開度、及び圧縮機1の回転数を制御す
る、いわゆるPID制御器である。
【0009】かかる構成における室温制御器、及び圧力
制御器の動作様態を以下に説明する。冷房運転時に各部
屋11A、11B、11Cの負荷が増加すると室温が上
昇し各室温検知器10A、10B、10Cで検知され、
各室温設定器17A、17B、17Cで設定された室温
に一致するように、各室温制御器15A、15B,15
Cにおいて各室内膨張弁9A、9B、9Cの開度を増加
する。これにより各室内膨張弁9A、9B、9C前後の
圧力差が減少して圧力検知器14で検知される冷媒圧力
が上昇するため、圧力設定器18で設定された圧力に一
致するように、圧力制御器16において圧縮機1の回転
数を増加する。つまり、圧縮機1の回転数は各部屋11
A、11B、11Cの負荷の合計値に見合った分だけ変
化することになる。ここで各室温制御器15A、15
B,15C、及び圧力制御器16の各比例係数設定器2
2A、22B、22C、22D、各積分係数設定器23
A、23B、23C、23D、及び各微分係数設定器2
4A、24B、24C、24Dの各係数を、各室内膨張
弁9A、9B、9Cの開度変化に対する各室温検知器1
0A、10B、10Cの出力変化、及び圧縮機1の回転
数変化に対する圧力検知器14の出力変化の特性に応じ
て適切に設定すると、適切な応答のもとに各室温検知器
10A、10B、10C、及び圧力検知器14の各出力
が各室温設定器17A、17B、17C、及び圧力設定
器18の各出力に一致する。
【0010】さらに、運転中の室内機のうちいずれかの
運転を停止したり、あるいは冷房時にいずれかの室温が
各室温設定値を下回りすぎたり、暖房時にいずれかの室
温が各室温設定値を上回りすぎたりしたときには、その
室内機の風量を低下もしくは0(いわゆるサーモOF
F)にして、その室内機における冷房能力あるいは暖房
能力を減少させて各室温を各室温設定値に一致させる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな多室形空気調和機では、運転中の室内機のうちいず
れかの運転を停止したり、サーモOFFにするなど室内
機の運転台数が減少する(以下、台数減少という)と、
冷凍サイクルの状態が急激に変化するため運転継続中の
他室へ及ぼす影響が大きく、また機器の信頼性、安全性
の面からも問題となっていた。また、圧縮機の回転数が
非常に小さいときにいずれかの室内機がサーモOFF状
態からサーモONになった時には全体的に冷房能力ある
いは暖房能力が不足気味になるため、サーモONになっ
た室内機が設置された部屋の室温が室温設定値に一致す
るのに長時間を要するばかりでなく、運転継続中の他室
の室温が冷房時には上昇し、暖房時には低下する問題が
あった。さらに設置される複数台の室内機の各定格能力
が異なる場合には、正常な運転動作を保証するためには
室内機の組合せを限定しなければならないという問題も
あった。
【0012】さらに各室内膨張弁開度、圧縮機回転数の
操作においては、圧縮機1の吸入部の過熱度と無関係に
各室温検知器10A、10B、10Cの出力によっての
み各室内膨張弁9A、9B、9Cの開度を操作するた
め、室温設定値の変更時等においては各室内膨張弁9
A、9B、9Cの開度が変化し、過熱度が過小あるいは
過大となり、各室温検知器10A、10B、10Cの出
力が室温設定値に一致した状態、即ち平衡時においても
各部屋11A、11B、11Cの負荷との関係によって
過熱度が過大あるいは過小となり、また各室温検知器1
0A、10B、10Cの出力と無関係に圧力検知器14
の出力によってのみ圧縮機1の回転数を操作するため、
各部屋11A、11B、11Cの負荷に対して圧縮機1
の回転数が過小あるいは過大となり、各室温検知器10
A、10B、10Cの出力が室温設定値に一致しない問
題や、圧縮機1の消費電力が過大となる問題、さらには
冷媒が液状態で圧縮機1に吸入される液バック現象によ
り圧縮機1が破損する問題もあった。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、各室温と各室
温設定値との差である各室温偏差と各室内機の定格能力
値の積値の合計値を0に一致させるための圧縮機の回転
数を決定する全体能力制御器を設け、サーモON状態か
ら運転停止あるいはサーモOFFになった各室内機の各
膨張弁開度に応じてすなわち各室内機に流入する冷媒流
量に応じて圧縮機の回転数を制御することを特徴とす
る。
【0014】また、圧縮機の回転数の下限を設定する圧
縮機回転数下限設定器を設けてサーモON状態から運転
停止あるいはサーモOFF状態になった各室内機が再び
サーモONになったときに速やかに各室温設定値に一致
させることを特徴とする。
【0015】さらに、過熱度検知器と過熱度制御器と各
膨張弁開度決定器を加え、前記各膨張弁開度決定器は前
記過熱度を入力としてファジィ演算して得たメンバシッ
プ値に応じて、前記過熱度制御器による操作量と各室温
制御器による各操作量を切り換えて各膨張弁の開度を決
定することを特徴とする。また、圧力を設定値に一致さ
せるための圧力制御器および第二圧縮機回転数決定器を
さらに加え、第二圧縮機回転数決定器は、全体能力制御
器による操作量と圧力制御器による操作量とを、圧力を
入力としたファジィ演算で決定したメンバシップ値に応
じて切り換え、圧縮機の回転数を決定することを特徴と
する。
【0016】
【作用】本発明においては、各室内機の定格能力が異な
るような組合せの多室形空気調和機においても、台数減
少時にサーモON状態から運転停止あるいはサーモOF
F状態になった各室内機の各膨張弁開度に応じて、すな
わち各室内機に流入する冷媒流量に応じて圧縮機の回転
数を減少させる運転状態変化制御器および第一圧縮機回
転数決定器によって、運転継続中の他室への影響を小さ
くでき、また機器の信頼性、安全性を保証することがで
きる。
【0017】また、サーモON状態から運転停止あるい
はサーモOFF状態になった各室内機の各膨張弁開度に
応じて圧縮機の回転数を減少させるときに圧縮機の回転
数に下限値を設ける圧縮機周波数下限設定器によって、
サーモOFF状態のいずれかの室内機が再びサーモON
状態になったときに速やかに各室室温を各室温設定値に
一致させることができる。
【0018】さらに、過熱度によるファジイ演算を介し
て膨張弁の開度を制御、また圧力によるファジイ演算を
介して圧縮機を制御することによって、過熱度および圧
力が適正範囲内に保たれ、圧縮機の消費電力を低減する
ことができ、さらには冷媒の液バックによる圧縮機の破
損を防止することができる。
【0019】
【実施例】以下、本発明による多室形空気調和機の制御
方法の一実施例を図に基づいて説明する。図6は本発明
になる多室形空気調和機のシステム構成図であり、図7
と同様動作のヒートポンプサイクルを構成しており、図
7と同じ要素については同一番号で記している。
【0020】かかる構成における多室形空気調和機の作
用様態を以下に説明する。各設定室温値の変更時等にお
いては各室内膨張弁9A、9B、9Cの開度が変化し、
過熱度が過小あるいは過大となり、また各室温検知器1
0A、10B、10Cの出力が室温設定値に一致した状
態、即ち平衡時においても各部屋11A、11B、11
Cの負荷との関係によって過熱度が過小あるいは過大と
なり、その過熱度は過熱度検知器29により検知され
る。
【0021】図1は本発明になる多室形空気調和機の室
内膨張弁の制御器のブロック構成図である。各室温設定
器17A、17B、17Cと各室温検知器10A、10
B、10Cとの各出力の差を出力する各減算器19A、
19B、19Cの各出力を入力とする各室温制御器15
A、15B、15Cと、過熱度検知器29と過熱度の目
標値を設定する過熱度設定器30との各出力の差を出力
する減算器19Eの出力を入力とする過熱度制御器31
と、過熱度検知器29の出力を入力としたファジィ演算
で決定したメンバシップ値に応じて各室温制御器15
A、15B、15Cによる操作量と過熱度制御器31に
よる操作量とを切り換え各室内膨張弁9A、9B、9C
の開度を決定する各室内膨張弁開度決定器32A、32
B、32Cとを備え、この各室内膨張弁開度決定器32
A、32B、32Cで決定した開度で各室内膨張弁9
A、9B、9Cの開度を操作するものである。
【0022】図2は本発明になる多室形空気調和機の圧
縮機の制御器のブロック構成図である。各室内機7A、
7B、7Cの各定格能力値を設定する各室内機定格能力
値設定器33A、33B、33Cと、各室温の目標値を
設定する各室温設定器17A、17B、17Cと各室温
検知器10A、10B、10Cとの各出力の差を出力す
る各減算器19A、19B、19Cの各出力と各室内機
定格能力値設定器33A、33B、33Cの各出力との
各積を出力する各室内機能力掛算器34A、34B、3
4Cと、各室内機能力掛算器34A、34B、34Cの
各出力の和を出力する全体能力加算器35と、全体能力
加算器35の出力を入力とする全体能力制御器36と、
圧力設定器18と圧力検知器14との各出力の差を出力
する減算器19Dの出力を入力とする圧力制御器16
と、圧力検知器14の出力を入力としたファジィ演算で
決定したメンバシップ値に応じて全体能力制御器36に
よる操作量と圧力制御器16による操作量とを切り換え
圧縮機1の回転数を決定する第二圧縮機回転数決定器3
7と、各室温の目標値を設定する各室温設定器17A、
17B、17Cと各室温検知器10A、10B、10C
との各出力の差を出力する各減算器19A、19B、1
9Cの各出力と各室内に設置された各室内機運転スイッ
チ(図示せず)の各出力を各入力として各室内機の各運
転状態を判断し各室内機がサーモON状態から運転停止
あるいはサーモOFFになったときには1を、そうでな
ければ0を出力する各運転状態変化判断器38A、38
B、38Cと、各運転状態変化判断器38A、38B、
38Cの各出力と各室内膨張弁開度決定器32A、32
B、32Cの各出力との各積を出力する各運転状態変化
室内機膨張弁開度掛算器39A、39B、39Cと、各
運転状態変化室内機膨張弁開度掛算器39A、39B、
39Cの各出力の和を出力する運転状態変化室内機膨張
弁開度加算器40と、運転状態変化室内機膨張弁開度加
算器40の出力を入力とする運転状態変化制御器41
と、台数減少時の圧縮機回転数の下限値を設定する圧縮
機回転数下限設定器42と、運転状態変化制御器41で
決定された回転数と第二圧縮機回転数決定器37で決定
された回転数と運転状態変化室内機膨張弁開度加算器4
0と圧縮機回転数下限設定器42の出力を入力とし、台
数減少時すなわち運転状態変化室内機膨張弁開度加算器
40の出力が0でないときに、運転状態変化制御器41
で決定された回転数が圧縮機回転数下限設定器42に設
定された下限値以上なら運転状態変化制御器41で決定
された回転数を圧縮機1の回転数とし、台数減少時すな
わち運転状態変化室内機膨張弁開度加算器40の出力が
0でないときに、運転状態変化制御器41で決定された
回転数が圧縮機回転数下限設定器42に設定された下限
値以下なら圧縮機回転数下限設定器42に設定された下
限値を圧縮機1の回転数とし、通常時には第二圧縮機回
転数決定機37で決定された回転数を圧縮機1の回転数
とする第一圧縮機回転数決定器43とを備え、この第一
圧縮機回転数決定器43で決定した回転数で圧縮機1の
回転数を操作するものである。
【0023】図3は本発明による各室内膨張弁開度決定
器32A、32B、32Cの動作を示すフローチャート
であり、過熱度検知器29の出力と第一過熱度閾値との
比較を行い(ステップ101)、過熱度検知器29の出
力が第一過熱度閾値よりも大きい場合には過熱度メンバ
シップ値を0とし(ステップ102)、過熱度検知器2
9の出力が第一過熱度閾値よりも小さい場合には過熱度
検知器29の出力と第一過熱度閾値より小なる第二過熱
度閾値との比較を行い(ステップ103)、過熱度検知
器29の出力が第二過熱度閾値よりも大きい場合には過
熱度検知器29の出力に応じて0から1までの範囲で単
調で連続した変化をする過熱度メンバシップ値を設定し
(ステップ104)、過熱度検知器29の出力が第二過
熱度閾値よりも小さい場合には過熱度検知器29の出力
と第二過熱度閾値より小なる第三過熱度閾値との比較を
行い(ステップ105)、過熱度検知器29の出力が第
三過熱度閾値よりも大きい場合には過熱度メンバシップ
値を1とし(ステップ106)、過熱度検知器29の出
力が第三過熱度閾値よりも小さい場合には過熱度検知器
29の出力と第三過熱度閾値より小なる第四過熱度閾値
との比較を行い(ステップ107)、過熱度検知器29
の出力が第四過熱度閾値よりも大きい場合には過熱度検
知器29の出力に応じて1から0までの範囲で単調で連
続した変化をする過熱度メンバシップ値を設定し(ステ
ップ108)、過熱度検知器29の出力が第四過熱度閾
値よりも小さい場合には過熱度メンバシップ値を0とし
(ステップ102)、その後各室温制御器15A、15
B、15Cによる操作量と過熱度メンバシップ値との積
量と、過熱度制御器32による操作量と1から過熱度メ
ンバシップ値を減じた値との積量の和によって各室内膨
張弁9A、9B、9Cの開度を決定する(ステップ10
9)もので、一定時間間隔で実行される。これはすなわ
ち過熱度検知器29の出力を入力とするファジィ演算器
である。
【0024】以下、本発明による第一圧縮機回転数決定
器43および第二圧縮機回転数決定器37の動作を、通
常時(運転中の室内機のうちサーモON状態から運転停
止あるいはサーモOFFに変化した室内機がない場合)
と、台数減少時(運転中の室内機のうち少なくとも1台
がサーモON状態から運転停止あるいはサーモOFFに
なった場合)に分けて説明する。
【0025】図4は本発明による通常時の第二圧縮機回
転数決定器37の動作を示すフローチャートであり、圧
力検知器14の出力と第一圧力閾値との比較を行い(ス
テップ201)、圧力検知器14の出力が第一圧力閾値
よりも大きい場合には圧力メンバシップ値を0とし(ス
テップ202)、圧力検知器14の出力が第一圧力閾値
よりも小さい場合には圧力検知器14の出力と第一圧力
閾値より小なる第二圧力閾値との比較を行い(ステップ
203)、圧力検知器14の出力が第二圧力閾値よりも
大きい場合には圧力検知器14の出力に応じて0から1
までの範囲で単調で連続した変化をする圧力メンバシッ
プ値を設定し(ステップ204)、圧力検知器14の出
力が第二圧力閾値よりも小さい場合には圧力検知器14
の出力と第二圧力閾値より小なる第三圧力閾値との比較
を行い(ステップ205)、圧力検知器14の出力が第
三圧力閾値よりも大きい場合には圧力メンバシップ値を
1とする(ステップ206)。
【0026】圧力検知器14の出力が第三圧力閾値より
も小さい場合には圧力検知器14の出力と第三圧力閾値
より小なる第四圧力閾値との比較を行い(ステップ20
7)、圧力検知器14の出力が第四圧力閾値よりも大き
い場合には圧力検知器14の出力に応じて1から0まで
の範囲で単調で連続した変化をする圧力メンバシップ値
を設定し(ステップ208)、圧力検知器14の出力が
第四圧力閾値よりも小さい場合には圧力メンバシップ値
を0とし(ステップ202)、その後全体能力制御器3
6による操作量と圧力メンバシップ値との積量と、圧力
制御器16による操作量と1から圧力メンバシップ値を
減じた値との積量の和によって圧縮機1の回転数を決定
する(ステップ209)もので一定時間間隔で実行され
る。これはすなわち圧力検知器14の出力を入力とする
ファジィ演算器である。
【0027】図5は本発明による台数減少時の第一圧縮
機回転数決定器43の動作を示すフローチャートであ
り、まず台数減少時であるか通常時であるかを判断し
(ステップ301)、通常時であれば第二圧縮機回転数
決定器37によって圧縮機1の回転数を決定し(ステッ
プ302)、台数減少時であれば運転状態変化制御器4
1による回転数によって圧縮機1の回転数を決定し(ス
テップ303)、決定された圧縮機1の回転数と圧縮機
回転数下限設定器42に設定された台数減少時圧縮機回
転数下限値とを比較し(ステップ304)、決定された
圧縮機1の回転数が台数減少時圧縮機回転数下限値より
も小さい場合には圧縮機1の回転数を台数減少時圧縮機
回転数下限値として圧縮機1の回転数を決定する(ステ
ップ305)もので一定時間間隔で実行される。
【0028】かかる構成における多室形空気調和機の室
内膨張弁及び圧縮機の制御器の動作様態を以下に説明す
る。冷房時において、各室温検知器10A、10B、1
0Cで検知された各室温が、各室温設定器17A、17
B、17Cの出力よりも高い場合、各室温制御器15
A、15B、15Cによって各室内膨張弁9A、9B、
9Cの弁開度を開方向に操作し、また全体能力制御器3
6によって圧縮機1の回転数を増加方向に操作し、この
結果各室内熱交換器8A、8B、8Cを流れる冷媒量が
増し、冷房能力が増大して各室温が低下し、各室温設定
器17A、17B、17Cの出力に一致する。
【0029】この時、必要とされる冷房能力が各室内熱
交換器8A、8B、8Cの能力よりも大きい場には、
室内膨張弁9A、9B、9Cが開きすぎて、過熱度検知
器29で検出される過熱度が小さくなり、冷媒が液状態
で圧縮機1に吸入されて圧縮機1が破損するおそれがあ
るが、過熱度検知器29で検出される過熱度が第四過熱
度閾値よりも小さな場合には、各室内膨張弁開度決定器
32A、32B、32Cにおいて過熱度制御器31によ
る操作量が選択され過熱度検知器29で検出される過熱
度が過熱度設定器30の出力に一致するように各室内膨
張弁9A、9B、9Cの開度を閉方向に操作することに
より各室内熱交換器8A、8B、8Cの冷房能力の適正
上限能力内に抑えられる。すなわち、過熱度検知器29
で検出される過熱度が過小となり、冷媒が液状態で圧縮
機1に吸入される液バック現象により圧縮機1が破損す
るという問題を回避できるものである。
【0030】各室温がある程度下降して必要とされる冷
房能力が各室内熱交換器8A、8B、8Cの適正上限能
力近傍の場合、過熱度検知器29で検出される過熱度が
徐々に大きくなり、第四過熱度閾値よりも大きく第三過
熱度閾値よりも小さな場合、各室内膨張弁開度決定器3
2A、32B、32Cにおいて過熱度制御器31による
操作量と各室温制御器15A、15B、15Cによる操
作量とを混合した操作量が選択され各室内膨張弁9A、
9B、9Cの開度を操作することにより各室内熱交換器
8A、8B、8Cは各室内熱交換器8A、8B、8Cの
適正上限能力近傍を維持する。
【0031】各室温がさらに下降して必要とされる冷房
能力が各室内熱交換器8A、8B、8Cの適正上限能力
以下の場合、各室内膨張弁9A、9B、9Cが徐々に閉
方向に操作されて過熱度検知器29で検出される過熱度
が大きくなるが、過熱度検知器29で検出される過熱度
、第三過熱度閾値より小さな場合には、各室内膨張弁
開度決定器32A、32B、32Cにおいて各室温制御
器15A、15B、15Cによる操作量が選択され各室
内膨張弁9A、9B、9Cの開度を操作することにより
各室温が制御され、各室温設定器15A、15B、15
Cの出力に一致する。
【0032】各室温がさらに下降して必要とされる冷房
能力が各室内熱交換器8A、8B、8Cの適正下限能力
以下の場合、各室内膨張弁9A、9B、9Cが閉まりす
ぎて、過熱度検知器29で検出される過熱度がさらに大
きくなり、圧縮機1の吐出温度が異常に上昇して圧縮機
1の信頼性を損なうおそれがあるが、過熱度検知器29
で検出される過熱度が第二過熱度閾値より大きく第一過
熱度閾値より小さな場合、各室内膨張弁開度決定器32
A、32B、32Cにおいて過熱度制御器31による操
作量と各室温制御器15A、15B、15Cによる操作
量とを混合した操作量が選択され各室内膨張弁9A、9
B、9Cの開度を操作することにより、過熱度を適正な
範囲内に維持しつつ(すなわち圧縮機1の信頼性を維持
しつつ)、各室内熱交換器8A、8B、8Cは各室内熱
交換器8A、8B、8Cの適正下限能力近傍を維持す
る。この結果、各室温は各室温設定器17A、17B、
17Cの出力よりも低くなり、全体能力制御器36によ
って圧縮機1の回転数を減少方向に操作し、各室内熱交
換器8A、8B、8Cを流れる冷媒量が減り、冷房能力
が減少して各室温が上昇し、各室温検知器10A、10
B、10Cの出力は、各室温設定器17A、17B、1
7Cの出力に一致する。また、もし過熱度検知器29で
検出される過熱度が第一過熱度閾値よりも大きくなった
場合には、各室内膨張弁開度決定器32A、32B、3
2Cにおいて過熱度制御器31による操作量が選択さ
れ、過熱度検知器29で検出される過熱度が過熱度設定
器30の出力に一致するように各室内膨張弁9A、9
B、9Cの開度を開方向に操作することにより、圧縮機
1の吐出温度が異常に上昇するのを防止でき、圧縮機1
の信頼性を確保できる。
【0033】また、圧力検知器14で検出される圧力に
よって圧縮機回転数決定器37において圧力制御器16
による操作量と全体能力制御器36による操作量が適宜
切り換えられ圧力は第一圧力閾値と第四圧力閾値の範囲
に抑えられる。
【0034】さらに、いずれかの部屋の室温が低下しそ
の部屋に設置された室内機がサーモON状態からサーモ
OFFになったり、あるいはいずれかの室内機が停止さ
れかつ他の室内機が運転中である場合には、運転状態変
化制御器41および第一圧縮機回転数決定器43におい
てサーモOFFあるいは運転停止になった各室内機の各
膨張弁開度に応じて圧縮機1の回転数を減少方向に操作
(例えば(式1)のように前回サーモON状態であった
各室内機の各膨張弁開度の合計値とサーモONからサー
モOFFあるいは運転停止になった各室内機の各膨張弁
開度の合計値との差を前回サーモON状態であった各室
内機の各膨張弁開度の合計値で除した値に前回圧縮機回
転数を乗じて圧縮機1の回転数とする)ことにより、運
転継続中の他室へ及ぼす影響を小さくでき、また機器の
信頼性、安全性を保証することができる。
【0035】
【数1】 F=F0×(S−dS)/S
【0036】ここで、Fは圧縮機回転数、F0は前回圧
縮機回転数、Sは前回サーモON状態であった各室内機
の各膨張弁開度の合計値、dSはサーモONからサーモ
OFFあるいは運転停止になった各室内機の各膨張弁開
度の合計値である。さらに台数減少時圧縮機回転数下限
値を設けて全体冷房能力をある程度確保しておくことに
より、その後サーモOFF状態になった室内機が設置さ
れた部屋の室温が上昇し再びサーモONになったときに
は速やかに各室室温を各室室温設定値に一致させること
ができる。
【0037】なお、暖房時においても同様に適正な過熱
度、及び圧力の下での室温制御が実現できる。なお本実
施例では、複数台の室内機のそれぞれに対応する膨張弁
を室内膨張弁と表して室内機に内蔵される構成として説
明したが、これにこだわるものではなく、複数の室内機
にそれぞれ対応する膨張弁が備えられていれば本発明の
作用を実現できるのは明らかである。すなわち各室内機
に対応する膨張弁が室外機内に設けられていたり、ある
いは室外機と室内機の接続配管の途中に設けられたいわ
ゆる膨張弁キットを介して接続される構成でも、膨張弁
の設置位置に関係なく本発明に含まれるものである。
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明による多室形空気調
和機では、いずれかの室内機がサーモON状態からサー
モOFFあるいは運転停止になったときにも運転継続中
の他室への影響を小さくでき、機器の信頼性、安全性を
保証することができ、再びサーモOFF状態からサーモ
ONになったときにも速やかに各室室温制御を実現でき
る。
【0039】また、常に適正な過熱度と圧力の下での室
温制御を実現し、圧縮機の消費電力を最小にすることが
でき、また、冷媒の液バックによる圧縮機の破損を防止
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の多室形空気調和機の室内膨
張弁の制御ブロック構成図
【図2】同空気調和機における圧縮機の制御ブロック構
成図
【図3】同空気調和機における室内膨張弁開度決定器の
動作を示すフローチャート
【図4】同空気調和機における通常時の第二圧縮機回転
数決定器の動作を示すフローチャート
【図5】同空気調和機における台数減少時の第一圧縮機
回転数決定器の動作を示すフローチャート
【図6】同空気調和機におけるのシステム構成図
【図7】従来例の多室形空気調和機のシステム構成図
【図8】同空気調和機の室内膨張弁及び圧縮機の制御ブ
ロック構成図
【符号の説明】
1 圧縮機 2 四方弁 3 室外熱交換器 4 レシーバ 5 アキュムレータ 6 室外機 7A、7B、7C 室内機 8A、8B、8C 室内熱交換器 9A、9B、9C 室内膨張弁 10A、10B、10C 室温検知器 11A、11B、11C 部屋 12 ガス側管路 13 液側管路 14 圧力検知器 15A、15B,15C 室温制御器 16 圧力制御器 17A、17B、17C 室温設定器 18 圧力設定器 19A、19B、19C、19D、19E 減算器 20A、20B、20C、20D、20E 積分器 21A、21B、21C、21D、21E 微分器 22A、22B、22C、22D、22E 比例係数設
定器 23A、23B、23C、23D、23E 積分係数設
定器 24A、24B、24C、24D、24E 微分係数設
定器 25A、25B、25C、25D、25E 第一掛算器 26A、26B、26C、26D、26E 第二掛算器 27A、27B、27C、27D、27E 第三掛算器 28A、28B、28C、28D、28E 加算器 29 過熱度検知器 30 過熱度設定器 31 過熱度制御器 32A、32B、32C 室内膨張弁開度決定器 33A、33B、33C 室内機定格能力値設定器 34A、34B、34C 室内機能力掛算器 35 全体能力加算器 36 全体能力制御器 37 第二圧縮機回転数決定器 38A、38B、38C 運転状態変化判断器 39A、39B、39C 運転状態変化室内機膨張弁開
度掛算器 40 運転状態変化室内機膨張弁開度加算器 41 運転状態変化制御器 42 圧縮機回転数下限設定器 43 第一圧縮機回転数決定器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 雄二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 羽根田 完爾 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F25B 13/00 104 F24F 11/02 102

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧縮機,室外熱交換器,四方弁等から成る
    1台の室外機と、室内熱交換器等を備えた複数台の室内
    と前記複数台の室内機のそれぞれに対応する膨張弁と
    を並列的に接続し、前記各室内機を設置した各室温を検
    知する各室温検知器と、前記各室温を各室温設定値に一
    致させるための前記各膨張弁の開度の操作量を決定する
    各室温制御器と 前記各室温と前記各室温設定値との差
    である各室温偏差と前記各室内機の定格能力値の積値の
    合計値を0に一致させるための前記圧縮機の回転数操作
    量を決定する全体能力制御器とサーモON状態から運転
    停止あるいはサーモOFF状態になった前記各室内機の
    前記各膨張弁開度に応じて前記圧縮機の回転数を減少さ
    せる運転状態変化制御器と、前記全体能力制御器によっ
    て常時の前記圧縮機回転数を操作し、前記複数台の室内
    機のうちいずれかがサーモON状態から運転停止あるい
    はサーモOFF状態になった時には前記運転状態変化制
    御器によって前記圧縮機回転数を操作する第一圧縮機回
    転数決定器を備えたことを特徴とする多室形空気調和
    機。
  2. 【請求項2】 請求項1において、サーモON状態から
    運転停止あるいはサーモOFF状態になった各室内機の
    各膨張弁開度に応じて圧縮機の回転数を減少させる時に
    前記圧縮機の回転数下限値を設定する圧縮機回転数下限
    設定器を備えたことを特徴とする多室型空気調和機。
  3. 【請求項3】 請求項1において、圧縮機吸入部での過
    熱度を検知する過熱度検知器と、前記検知器による過熱
    度を過熱度設定値に一致させるため各膨張弁の開度の操
    作量を決定する過熱度制御器を設け、前記過熱度を入力
    としファジィ演算してメンバシップ値を得、それに応じ
    て前記各膨張弁の開度を決定するため、前記過熱度制御
    器による操作量と各室温制御器による各操作量とを切り
    換える各膨張弁開度決定器と、室内熱交換器の圧力を検
    知する圧力検知器と、前記圧力を設定値に一致させるた
    めの圧縮機の回転数の操作量を決定する圧力制御器と、
    前記圧力を入力としファジィ演算してメンバシップ値に
    応じて前記圧力制御器による操作量と全体能力制御器に
    よる操作量とを切り換えて前記圧縮機の回転数を決定す
    る第二圧縮機回転数決定器を備え、第二圧縮機回転数決
    定器による前記圧縮機回転数を第一圧縮機回転数決定器
    での常時の前記圧縮機回転数とし、サーモOFF状態に
    なった時には運転状態変化制御器による前記圧縮機回転
    数を前記第一圧縮機回転数決定器での前記圧縮機回転数
    とすることを特徴とする多室形空気調和機。
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US9140613B2 (en) 2012-03-16 2015-09-22 Zhejiang Dunan Hetian Metal Co., Ltd. Superheat sensor
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