JP2800362B2

JP2800362B2 - 多室式空気調和機

Info

Publication number: JP2800362B2
Application number: JP2107916A
Authority: JP
Inventors: 文雄松岡
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-04-23
Filing date: 1990-04-23
Publication date: 1998-09-21
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: JPH046371A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、室外機と複数の室内機との間を２本の冷
媒配管で接続して、各室内機の運転モードを冷房と暖房
の混在を可能とする冷暖同時マルチエアコンの自律分散
協調制御に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は例えば特開平１−302074号公報に示された従
来の多室式空気調和機を示す、構成図であり、図におい
て、（１）は室外機、（２）は容量可変圧縮機、（３）
は四方弁、（４）は室外側熱交換器、（５）は室外側膨
張弁、（6a），（6b），（6c）は室内機、（8a），（8
b），（8c）は室内側熱交換器、（９）は室外側送風
機、（10a），（10b），（10c）は室内側送風機、（1
1）はヘッダー、（12a），（12b），（12c）は室内側第
１二方弁、（13a），（13b），（13c）は室内側第２二
方弁、（14a），（14b），（14c）は室内側第１膨張
弁、（15a），（15b），（15c）は室内側第２膨張弁、
（16）は二方弁である。

次に動作について説明する。圧縮機（２）によって圧
縮された高温高圧ガス冷媒は、四方弁（３）を通り室外
側熱交換器（４）で一部凝縮液化し、中圧の二相冷媒と
して室外側膨張弁（５）を経由して室内に送られる。室
内機（6a）が暖房モードで室内機（6b），（6c）が冷房
モードの時に、室内に送られら中圧の二相冷媒は室内側
第１二方弁（12a）を経由して室内側熱交換器（8a）で
凝縮液化し、室内側第２膨張弁（15a）を経てヘッダー
（11）に液として溜まる。この中圧液冷媒が室内機（6
b），（6c）の室内第１膨張弁（14b），（14c）を通っ
て各々室内熱交換器（8b），（8c）に入り、ここで低圧
蒸発してガス化した冷媒は室内側第２二方弁（13b），
（13c）を経て室外機（１）に帰る。そして四方弁
（３）を経て再び圧縮機（２）に帰り、冷媒サイクルが
形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の多室式空気調和機は以上のように構成されてい
るので、圧縮機（２）の容量制御、室外側送風機（９）
の風量制御、室外側膨張弁（５）の制御、暖房モードの
室内機（6a）の出口膨張弁（15a）や冷房モードの室内
機（6b），（6c）の入口膨張弁（14b），（14c）の制御
が必要であり、その制御のための信号が室内−室外間を
行き来して制御が複雑になり、従って信頼性、運転性能
の安定性に欠けるという問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、各室内機において自律的に能力制御が行
え、信頼性、運転性能の安定性のよい自律分散型冷暖同
時空気調和機を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る多室式空気調和機は、各室内熱交換器
に吸込まれる空気温度Taiを検知する空気温度センサー
と、各室内熱交換器両側、すなわち各室内熱交換器にお
ける冷媒流入側および冷媒流出側の温度T_R1,T_R2を検知
する第1,第２の冷媒温度センサーとを設け、これらセン
サーの検知出力に基づいて各室内熱交換器それぞれにお
ける対数平均温度差を求め、かつ各室の設定温度および室温と△tmとに基づ
いて各室内熱交換器の一端に接続された電子膨張弁を制
御する制御手段を設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、各熱交換器毎に吸込空気温度Ta
iおよび冷媒流入側および流出側の温度T_R1,T_R2が空気温
度センサーおよび第1,第２の冷媒温度センサーにより検
知され、これに基づいて制御手段により各熱交換器にお
ける対数平均温度差△tmが求められ、この対数平均温度
差△tmは概ねそのときの各熱交換器の能力に対応するこ
とから、この△tmと各室の設定温度および室温とに基づ
いて各熱交換器に接続された電子膨張弁が制御されるこ
とにより各室毎に自律した能力制御が行われる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図において、（１）は室外機、（２）はこの室外機
（１）内の容量可変圧縮機、（３）は四方弁、（4a），
（4b）は室外熱交換器、（6a）〜（6c）は室内機、
（７）はアキュムレータ、（8a）〜（8c）は室内熱交換
器、（12a）〜（12c）はこの室内熱交換器（8a）〜（8
c）の一端に接続された電子膨張弁、（17），（18）は
上記室外機（１）と分流コントローラ（19）とを結ぶ連
絡配管、（20）は上記分流コントローラ（19）内の高圧
管部、（21）は低圧管部、（22）は中圧管部、（23）は
電子膨張弁、（24a）〜（24c），（25a）〜（25c）は電
磁開閉弁である。分流コントローラ（19）から各室内機
（6a）〜（6c）へはそれぞれ２本の配管で接続されてお
り、各室内機（6a）〜（6c）の一端はそれぞれ電子膨張
弁（12a）〜（12c）を介して分流コントローラ（19）の
中圧管部（22）に接続され、また他端はそれぞれ分流コ
ントローラ（19）の電磁開閉弁（24a）〜（24c）および
（25a）〜（25c）を介して高圧管部（20）および低圧管
部（21）につながっている。

さらに、各室内機（6a）〜（6c）にはそれぞれに、吸
込空気の温度を検知する空気温度センサー（26a）〜（2
6c）が設けられ、かつ、熱交換器（6a）〜（6c）それぞ
れの両側の冷媒出入口温度を検知する第1,第２の冷媒温
度センサー（27a）〜（27c），（28a）〜（28b）が設け
られている。そしてこれらのセンサーからの検知温度信
号と、各室の室温および設定温度に基づいて各電子膨張
弁（12a）〜（12c）を制御する制御手段としてのマイク
ロコンピュータ（29a）〜（29c）が各室内機（6a）〜
（6c）に設けられている。

このような構成の空気調和機において、室内機（6a）
が暖房運転モード、室内機（6b），（6c）が冷房運転モ
ードである場合の動作を説明する。

室外機（１）内の圧縮機（２）で圧縮された高温高圧
のガス冷媒は四方弁（３）を経て、室外熱交換器（4
a），（4b）で一部凝縮し、二相冷媒となって高圧連絡
配管（17）を経由して室内の分流コントローラ（19）に
入る。ここで気液分離器（30）で分離された高圧ガス冷
媒は高圧ガス管部（20）を経て電磁開閉弁（25a）より
室内機（6a）に流入し、その室内熱交換機（8a）で暖房
に供される。その後、冷媒は電子膨張弁（12a）を経て
中圧管部（22）に流入する。この冷媒は、気液分離器
（30）の液層部から電子膨張弁（23）を経由して中圧管
部（22）に流入する冷媒と合流して室内機（6b），（6
c）に流入する。そして、各々電子膨張弁（12b），（12
c）で低圧になり室内熱交換器（8b），（8c）で冷房に
供されてガス化し、その後電磁開閉弁（24b），（24c）
を経て低圧管部（21）に合流し分流コントローラ（19）
を出て室外への連絡配管（18）に入る。そして、室外機
（１）の四方弁（３）、アキュームレータ（７）を通り
再び圧縮機（２）に循環して冷暖同時冷媒回路が構成さ
れている。

以上の冷媒回路において、室内機（6a）の熱交換器
（8a）は凝縮器として作用し、室内機（6b），（6c）の
熱交換器（8b），（8c）は蒸発器として作用している。

上記のような動作における各室内機（6a）〜（6c）能
力制御は以下のようにして行われる。室内機（6a）を例
にとり説明すると、まず、この室内機（6a）に吸込まれ
る空気の温度Taiが空気温度センサー（26a）により検知
され、かつ室内熱交換器（8a）における冷媒流入側の温
度T_R2が第２の冷媒温度センサー（28a）で、また冷媒流
出側の温度T_R1が第１の冷媒温度センサー（27a）でそれ
ぞれ検知される。これらのセンサーにより検知された温
度を示す検知温度信号はマイクロコンピュータ（29a）
に送られる。ここで、（１）式で示されるような室内熱
交換器（8a）における対数平均温度差△tmが求められ
る。

そしてこの対数平均温度差△tmを熱交換器の能力を示
すものとしてとらえ、この△tmに基づいて室内機（6a）
の能力制御を行う。すなわち、凝縮器の冷媒流入口から
流出口にかけての温度変化は第２図（ａ）のようにな
り、その凝縮器の能力Ｑは概略Ｑ＝Ａ・Ｋ・△tm（A:熱
交換面積（m²）,K:熱通過率（kcal/h・℃）で表わさ
れ、能力Ｑは対数平均温度差△tmに比例するととらえる
ことができる。なお、第２図（ａ）においては冷媒は矢
印方向に流れている。

従ってこの△tmに基づいて制御を行えば能力制御がで
きる。この制御は、以下のように行う。室内機（6a）の
設置されている部屋の室温T_Rと設定温度T_sとの偏差△Ti
に応じて必要な室内機能力が例えば第２図（ｂ）に示す
ような対応関係から決定される。この必要な室内機能力
Qcに対応した対数平均温度差すなわち目標対数平均温度
差△tm^＊が第２図（Ｃ）に示すような対応関係から求め
られる。よって△tmを△tm^＊に近づけるようにすれば所
望の能力制御ができ、これは電子膨張弁（12a）の開度
を制御することにより実現される。例えば、電子膨張弁
（12a）をさらに絞れば、室内熱交換器（8a）内の温度
変化はいわゆるサブクールがつくことになって第２図
（ａ）の破線で示したようになり、第１の冷媒温度セン
サー（27a）で検知される冷媒流出側温度はT_R1から
T_R1′に下がり、△tmは小さくなり能力Qcを小さくする
ことができる。

また、熱交換器を蒸発器として作用させるも同様に電
子膨張弁の開度を制御することにより冷媒出口のスーバ
ーヒートに影響を及ぼして能力制御が可能となる。

以上のような制御を各室内熱交換器毎に行うことによ
り、それぞれ自律した能力制御を行うことができ、室外
機（１）側も自律的な制御がなされれば、室内室外間の
信号伝送が不要となる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、各室内熱交換器にお
いて、吸込空気温度、および冷媒流入、流出両側の温度
を検知するセンサーを設け、これらの温度に基づき、そ
の室内熱交換器の対数平均温度差を求め、これと各室の
室温および設定温度に基づいてその室内熱交換器に接続
された電子膨張弁を制御するようにしたので、各室内機
における自律能力制御ができ、室内機間の自律分散制御
が可能となって信頼性の向上、運転性能の安定化がはか
られた多室式空気調和機が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による多室式空気調和機を
示す構成図、第２図はその動作制御を説明する説明図、
第３図は従来の多室式空気調和機を示す構成図である。図において、（１）は室外機、（6a）〜（6c）は室内
機、（8a）〜（8c）は室内熱交換器、（12a）〜（12c）
は電子膨張弁、（17），（18）は連絡配管、（19）は分
流コントローラ、（20）は高圧管部、（21）は低圧管
部、（22）は中圧管部、（24a）〜（24c），（25a）〜
（25c）は電磁開閉弁、（26a）〜（26c）は空気温度セ
ンサー、（27a）〜（27c）は第１の冷媒温度センサー、
（28a）〜（28c）は第２の冷媒温度センサー、（29a）
〜（29c）はマイクロコンピュータである。なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】室外機に容量可変圧縮機と四方弁と室外熱
交換器とを備え、室外から室内への連絡配管を高圧管と
低圧管との２本で構成し、上記２本の連絡配管を分流コ
ントローラに接続し、この分流コントローラ内で高圧管
部と低圧管部と中圧管部に三分割し、複数の室内機を各
々個別の電子膨張弁を介して上記中圧管部に接続し、各
室内機の他端は上記高圧管部もしくは上記低圧管部に選
択的に接続できるごとく構成された多室式空気調和機に
おいて、上記室内機の各室内熱交換器に吸込空気温度Ta
iを検知する空気温度センサーを設け、かつ各室内熱交
換器の冷媒流入および流出の両側温度T_R1,T_R2を検知す
る第1,第２の冷媒温度センサーとを設け、各室内熱交換
器それぞれにおける対数平均温度差と各室の設定温度および室温に基づき各熱交換器の電子
膨張弁を制御する制御手段を備えたことを特徴とする多
室式空気調和機。