JP2932922B2

JP2932922B2 - 冷凍・空調システム

Info

Publication number: JP2932922B2
Application number: JP5337754A
Authority: JP
Inventors: 達生小野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1999-08-09
Anticipated expiration: 2014-08-09
Also published as: JPH07190455A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷凍サイクルを用いた冷
凍システムのデマンド制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２４は、従来より用いられている冷凍
システムを示している。図において、１は圧縮機、２は
四方切換弁、３は熱源機側熱交換器、４は流量制御装
置、５は利用側熱交換器としての室内側熱交換器、６は
アキュムレータ、７は熱源機、８は室内機である。１
３，１４はサーミスタであり、それぞれ室内側熱交換器
５における冷媒の流入、流出温度を検出する。１５は圧
力センサで圧縮機１より吐出される冷媒圧力を検知す
る。図中、実線矢印は冷房運転時の冷媒の流れ方向を、
また破線矢印は暖房運転時の冷媒の流れ方向を示す。図
２５は制御ブロック図であり、電力監視装置９はおもに
熱源機７で消費される電力を監視している。１０はデマ
ンド制御判断装置であり、１２は運転制御部で圧縮機
１、四方切換弁２、流量制御装置４を制御して冷凍サイ
クルの運転制御を司っている。

【０００３】ここで冷房運転時の動作を説明する。圧縮
機１より吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁
２を経て熱源機側熱交換器３に流入し、ここで放熱して
凝縮して高圧の液冷媒となる。つまり熱源機側熱交換器
３は凝縮器となっている。この液冷媒は流量制御装置４
によって減圧され、低圧の気液二相冷媒として室内側熱
交換器５に流入する。ここで吸熱することにより液冷媒
部分の大部分が蒸発する。つまり室内側熱交換器５は蒸
発器となっている。室内側熱交換器５を出た冷媒は四方
切換弁２を経てアキュムレータ６に流入し、室内側熱交
換器５で未蒸発の液冷媒とガス冷媒とに分離され、ガス
冷媒のみアキュムレータ６の流出管より圧縮機１の吸入
配管を経て圧縮機１へ戻る。このようにして冷房時の冷
凍サイクルが形成される。

【０００４】この時サーミスタ１４は室内側熱交換器５
入口の気液二相冷媒の温度を検知、サーミスタ１３はガ
ス単相かあるいはやや液の混じった冷媒の温度を検知す
る。気液二相状態の冷媒温度はその圧力の飽和温度に等
しいためサーミスタ１３の検知温度からサーミスタ１４
の検知温度を引くと室内側熱交換器５出口の冷媒過熱度
となる。このようにサーミスタ１３とサーミスタ１４の
検知温度から冷媒の過熱度を求め、ある目標値になるよ
う流量制御装置４の開度調節をおこなっている。

【０００５】次に暖房運転時の動作を説明する。圧縮機
１より吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方切換弁２
を経て室内側熱交換器５に流入し、ここで放熱、凝縮し
て高圧の液冷媒となる。つまり室内側熱交換器は凝縮器
となっている。この液冷媒は流量制御装置４によって減
圧され、低圧の気液二相冷媒として熱源機側熱交換器３
に流入する。ここで吸熱することにより、液冷媒部分の
大部分は蒸発する。つまり熱源機側熱交換器３は蒸発器
となっている。熱源機側熱交換器３を出た冷媒は四方切
換弁２を経てアキュムレータ６に流入し、熱源機側熱交
換器３で未蒸発の液冷媒とガス冷媒とに分離され、ガス
冷媒のみアキュムレータ６の流出管より圧縮機１の吸入
配管を経て圧縮機１へ戻る。このようにして暖房時の冷
凍サイクルが形成される。

【０００６】なお室内側熱交換器５の出口の冷媒の過冷
却度により凝縮の度合を判断して流量制御装置４の開度
を調節している。過冷却度はサーミスタ１４の検知温度
から圧力センサ１５の検知圧力の飽和温度を引いた差で
簡易的にもとまる。

【０００７】ここで従来のデマンド制御について説明す
る。デマンド制御は消費電力量に上限を設定し、それ以
上の電力量にならないように消費電力を監視し、電力量
の上限を超えるような消費電力となれば対象機器の運転
を停止、あるいは運転最大容量を抑える制御をいう。ま
た、これとは別に一日のうちで消費電力が大きくなると
予想される時間帯を予め設定し、その時間帯において強
制的に対象機器の最大容量を低下させたり停止させたり
するデマンド制御もある。デマンド制御において通常は
電力量あるいは消費電力の管理は対象機器とは別の機器
が行う。

【０００８】従来の冷凍システムでデマンド制御を行っ
た場合の一例を制御フローを図２６と図２７に示す。図
２６は圧縮機１が固定容量の場合、図２７は圧縮機１が
可変容量の場合である。まず図２６のフローから説明す
る。圧縮機運転中にはステップ１０１で消費電力Ｗを監
視している。消費電力Ｗがデマンド設定電力ＷＤより大
きくなるとデマンド制御を開始する（ステップ２０２，
２０３）。そして運転制御部１２は圧縮機１を停止させ
る（ステップ２０４）。このときタイマがカウントを開
始し、所定時間Ｔｓまで圧縮機１を停止状態とする（ス
テップ２０５，２０６）。その後圧縮機１を再起動させ
る（ステップ２０７）。こうして消費電力におうじて運
転、停止を行うことで電力量をおさえる。

【０００９】次に圧縮機１が容量制御可能である場合を
図２７に従って説明する。まずステップ２０８で熱源機
７の消費電力を検知している。この時消費電力Ｗがデマ
ンド設定電力ＷＤより大きくなるとデマンド制御を開始
する（ステップ２０９，２１０）。そして運転制御部１
２は圧縮機１の運転周波数を現在のＦ＊から△Ｆだけ下
げて容量を抑える（ステップ２１１）。この操作をＷ≦
ＷＤとなるまで繰り返す。こうして消費電力を抑えるこ
とで電力量が上がらないようにする。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の冷凍システムで
は、固定容量の圧縮機では運転／停止を繰り返すことに
よりデマンド制御をおこなっている。このような場合は
圧縮機停止によって冷凍システムとしての能力は０とな
ってしまう。また圧縮機を停止させるということは圧縮
機を次に運転させることになり、圧縮機が停止から運転
する時は圧縮機内の駆動部分への負担が大きくその回数
が多くなることは圧縮機にとって駆動部分の摩耗などに
つながり圧縮機の寿命を短くする恐れがある。容量可変
圧縮機の場合でも複数台の圧縮機を並列に備え、能力に
応じて順次起動あるいは順次低下させる場合にもデマン
ド制御によっていずれかの圧縮機が停止する可能性があ
るため同様に圧縮機の寿命を短くする恐れがある。

【００１１】また圧縮機が容量制御可能な場合にデマン
ド制御によって圧縮機の容量を低下させると当然冷媒流
量も低下する。このとき冷凍サイクル中の絞りが同じ度
合のままの場合には絞り効果が相対的に緩くなるので低
圧が上昇し、延いては圧縮機の吸入圧力が上昇する。一
般に圧縮機内の潤滑油の一部は吐出冷媒に混じって圧縮
機より出ていくがこの潤滑油の吐出量は圧縮機の吸入圧
力が上昇するにつれ増加していく。そして圧縮機の吸入
圧力が上昇しすぎると圧縮機から吐出される潤滑油量が
圧縮機に戻る潤滑油量を上回り、時間がたつと圧縮機が
油量不足に陥り、圧縮機の駆動部分の焼き付きなどで故
障する恐れがある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る冷凍・空
調システムにおいては、圧縮機、熱源機側熱交換器、流
量制御装置、利用側熱交換器等を接続してなる冷媒回路
を備えた冷凍・空調装置と、上記冷凍・空調装置で消費
される電力量を低減するデマンド制御部と、上記デマン
ド制御部の出力に基づき上記流量制御装置の開度を縮小
させる開度制御手段とを備えたものである。

【００１３】さらに、デマンド制御部からの電力低減要
求度合に応じ、流量制御装置の開度を段階的に変化させ
る。

【００１４】また、圧縮機、熱源機側熱交換器、流量制
御装置、利用側熱交換器等を接続してなる冷媒回路を備
えた冷凍・空調装置と、上記冷凍・空調装置で消費され
る電力量を低減するデマンド制御部と、上記デマンド制
御部の出力に基づき、上記流量制御装置の最大開度また
は最小開度のうち少くとも一方の開度を所定値だけ縮小
させる開度制御手段とを設けたものである。

【００１５】さらに、デマンド制御部からの電力低減要
求度合に応じ、流量制御装置の最大開度または最小開度
のうち少くとも一方の開度を段階的に変化させる。

【００１６】また、圧縮機、熱源機側熱交換器、流量制
御装置、利用側熱交換器等を接続してなる冷媒回路を備
えた冷凍・空調装置と冷却運転時或は加熱運転時におけ
る上記利用側熱交換器の冷媒流出側の過熱度、或は過冷
却度を検出する過熱度検出手段、或は過冷却度検出手段
と、上記過熱度検出手段或は過冷却度検出手段で検出さ
れた過熱度或は過冷却度と予め設定された目標値とを比
較し、上記過熱度或は温冷却度が上記目標値となるよう
に上記流量制御装置の開度を制御する開度制御手段と、
上記冷凍・空調装置で消費される電力量を低減するデマ
ンド制御部と、上記デマンド制御部の出力に基づき過熱
度、或は過冷却度の目標値をより大きな所定値とする過
熱度、或は過冷却度制御手段とを設けたものである。

【００１７】さらに、デマンド制御部からの電力低減要
求度合に応じ、過熱度或は過冷却度の目標値のうち少く
とも一方の目標値を段階的に変化させる。

【００１８】また、圧縮機、熱源機側熱交換器、流量制
御装置、利用側熱交換器等を接続してなる冷媒回路を備
えた冷凍・空調装置と、上記冷凍・空調装置で消費され
る電力量を低減するデマンド制御部と、上記デマンド制
御部の出力に基づき圧縮機容量を低減させる容量制御手
段と、上記圧縮機の吸入側圧力を検出する圧力検出手段
と、上記圧力検出手段で検出された圧力が所定圧力以上
の場合、上記流量制御装置の開度を縮小させる開度制御
手段とを設けたものである。

【００１９】また、圧縮機、熱源機側熱交換器、流量制
御装置、利用側熱交換器等を接続してなる冷媒回路を備
えた冷凍・空調装置と、上記冷凍・空調装置で消費する
電力量を低減するデマンド制御部と、上記デマンド制御
部からの出力に基づき圧縮機容量を低減させる容量制御
手段と、上記利用側熱交換器の運転総容量が所定容量以
上の場合、上記流量制御装置の開度を縮小させる開度制
御手段とを設けたものである。

【００２０】

【作用】上記のように構成された冷凍・空調システムに
おいて、デマンド制御部からの出力に基づき、開度制御
手段が流量制御装置の開度を縮小させることにより圧縮
機の吸入圧力を低下させ、冷媒の密度を低下させて循環
量を低下させる。このため圧縮機の仕事量が小さくなり
圧縮機の消費電力も低下する。よって圧縮機の吸入圧力
を低下させれば圧縮機を停止させることなく圧縮機の消
費電力を下げることができる。そしてデマンド制御部か
らの電力低減要求度合に応じて段階的に流量制御装置の
開度を制御することにより圧縮機の吸入圧力を段階的に
低下させ、消費電力を段階的に低下させる。

【００２１】また、デマンド制御部の出力により、開度
制御手段が現在設定されている最大開度あるいは最小開
度のうち少くとも一方の開度をより小さい所定の設定開
度とすることにより、流量制御装置の現在開度が制御上
開度を増加させようとして最大開度に阻まれている場合
には最大開度を小さくすることで強制的に開度が小さく
なる。逆に制御上開度を低減させようとして最小開度に
阻まれている場合には最小開度は小さくすることで開度
を小さくできる。このように結果として開度が小さくな
るため絞り効果が上がり、圧縮機の吸入圧力が低下して
圧縮機を停止させることなく圧縮機の消費電力を下げる
ことができる。そしてデマンド制御部からの電力低減要
求度合に応じて最大開度あるいは最小開度のうち少なく
とも一方の開度を段階的に変化させることで段階的に消
費電力を下げることができる。

【００２２】また、デマンド制御部からの出力に基づ
き、冷却運転時或は加熱運転時における利用側熱交換器
の冷媒出口側の過熱度或は過冷却度の目標値をより大き
い所定の目標値とすることで開度制御手段を介して流量
制限装置の開度は小さくなるように制御されるため圧縮
機の吸入圧力が低下して圧縮機を停止させることなく圧
縮機の消費電力を下げることができる。そしてデマンド
制御部からの電力低減要求度合に応じて、加熱度或は過
冷却度の目標値のうち少くとも一方の目標値を段階的に
変化させることにより、開度制御手段を介して段階的に
圧縮機の吸入圧力を低下させることができ、消費電力を
段階的に低減させ得る。

【００２３】また、デマンド制御部からの出力に基づ
き、容量制御手段により圧縮機の運転容量を低下させた
場合、圧縮機の吸入圧力が所定圧力以上のとき、開度制
御手段を介して圧縮機の吸入圧力を低下させる。

【００２４】また、デマンド制御部からの出力に基づき
容量制御手段により、圧縮機の運転容量を低下させた場
合、利用側熱交換器の運転総容量が所定容量以上のと
き、開度制御手段を介して流量制御装置の開度を縮小さ
せ、圧縮機の吸入圧力を低下させる。

【００２５】

【実施例】

実施例１．図１は請求項１の発明の一実施例による冷凍
システムにおける冷媒回路図である。図１において１は
圧縮機、２は四方切換弁、３は熱源機側熱交換器、４は
流量制御装置、５は利用側熱交換器としての室内側熱交
換器、６はアキュムレータ、７は熱源機、８は室内機、
１３は冷却運転時室内側熱交換器５から四方切換弁２に
出る冷媒の温度を検出するサーミスタ、１４は室内側熱
交換器５と流量制御装置４の間の冷媒温度を検出するサ
ーミスタ、１５は圧縮機の吐出圧力を検出する圧力セン
サ、１６は低圧飽和温度生成回路、１７は低圧飽和温度
検知用のサーミスタ、２１は高圧制御用の開閉弁であ
る。図２は制御ブロック図であり、２０は電力監視装
置、９はデマンド制御判断装置、１０はデマンド信号送
信部１１により構成されたデマンド制御部であり、例え
ばビルの集中管理室など冷凍システムから離れた場所に
設置され、空気調和装置とは伝送線によって結ばれて必
要に応じてデマンド信号を冷凍システムの運転制御部１
２へと送信する。１２は冷凍システムの運転制御部であ
り、サーミスタ１３，１４，１７や圧力センサ１５から
入力を受けるとともに圧縮機１、流量制御装置４、四方
切換弁２、開閉弁２１を制御する。

【００２６】なお冷媒回路における冷媒の動きは従来例
とほぼ同じであるが、一部従来例と異なる部分があるた
めその点について説明する。異なる部分の一つは低圧飽
和温度生成回路１６とサーミスタ１７である。ここで低
圧の検出方法について冷房運転時を例にとって説明す
る。冷房時、熱源機側熱交換器３は凝縮器として作用
し、冷媒は凝縮液となって出てくる。この液冷媒の一部
を飽和温度生成回路１６に流す。飽和温度生成回路１６
は途中に毛細管を持ち、液冷媒は絞り作用によって低圧
の二相冷媒となる。この冷媒の温度をサーミスタ１７で
検知することにより低圧の飽和温度がわかり、一意に低
圧がわかる。この飽和温度換算圧力は圧縮機の吸入圧力
の代わりに用いることができる。圧縮機の吸入部分に圧
力センサ（図省略）を用いて検知しても同様の役割を果
たすが、サーミスタの方が圧力センサより値段が安いこ
とから利点がある。

【００２７】次に開閉弁２１について説明する。開閉弁
２１はおもに冷房時に使用するため冷房運転時を例に取
って説明する。冷房時は熱源機側熱交換器３が高圧とな
りその入口側はガス、出口側はほぼ液状態となる。通
常、冷媒回路内の冷媒量が適正量である場合には流量制
御装置４の開度が小さくなると圧縮機の低圧側が下がっ
ていく。流量制御装置４はいわゆる減圧装置である。し
かし冷媒量が過剰の場合にはまずアキュムレータ６内に
溜まっていた冷媒は流量制御装置４の開度を小さくして
いくことでアキュムレータ６に戻る事が小さくなるころ
から次に流量制御装置４の手前つまり熱源機側熱交換器
３内部に液の状態として溜ってくる。凝縮器の場合、内
部で液の部分が大きくなると熱交換しにくくなり結果と
して高圧が上昇する方向にすすむ。そのままでは圧力が
過昇となり冷媒回路にとって不具合が生じる。これを防
ぐために開閉弁２１を設ける。開閉弁２１が開くと液と
して溜まっていた冷媒がアキュムレータ６へバイパスさ
れる。これにより熱源機側熱交換器３の液部分が少なく
なって高圧が低下する。開閉弁２１の制御は図３にしめ
すように閉状態にあるとき高圧（ここでは圧力センサ１
５の検知圧力）がＰｄ１より高くなれば開となる。逆に
開状態である場合にはＰｄ１より低いＰｄ２以下に高圧
がさがれば閉とする。Ｐｄ１とＰｄ２に差を設けている
のは頻繁に開閉動作をして冷媒の動きが不安定になるの
を防ぐためである。

【００２８】ここで本実施例の制御フローである図４に
ついて説明する。まずステップ２３において電力を検知
し検知した電力Ｗが所定の電力値ＷＤより大きければデ
マンド制御を開始する（ステップ２４，ステップ２５）
デマンド制御判断装置１０の指示によりデマンド信号送
信部１１が運転制御部１２へ伝送線を介してデマンド信
号を送信する（ステップ２６）。この実施例では運転制
御部１２が開度制御手段の機能を受持ちデマンド信号の
受信により流量制御装置４の開度Ｓｊを現在の開度Ｓｊ
＊からΔＳｊ小さい所定開度とする。このとき圧縮機１
の吸入圧力が低下する。しかし低圧の低下はサーミスタ
１７の温度で検知しており、ステップ２８でさらに低圧
が所定値ａより低くなければ充分に電力が低下していな
いと判断して再びステップ２７で開度を下げる。もし高
圧が上昇すれば図３のごとく開閉弁２１を開いて高圧の
上昇による圧縮機１の消費電力の上昇も防ぐ。こうして
流量制御装置４の開度を低下させることで圧縮機１は停
止させることなく消費電力を低下させることができ、圧
縮機１の発停回数を低減させ、さらに能力を０とするこ
とがないため冷凍システムの信頼性を充分に高めること
ができる。

【００２９】実施例２．図５は請求項２の発明の一実施例による冷房時の冷凍・
空調システムのフローチャートを示したものである。な
お、冷媒回路図、制御ブロック図は実施例１と同様のた
めその説明は省略する。ここで冷房運転時を例に図５の
説明を行う。まず電力監視装置９が冷凍システムの消費
電力を検知する（ステップ２９）。このとき検知した消
費電力Ｗが第１の所定値Ｗ１より大きいかどうかステッ
プ３１で判断する。もしＷ＞Ｗ１であればステップ３２
に進む。Ｗ≦Ｗ１ならステップ３３に進んで現在デマン
ド中、つまり既に後述のデマンド信号を送信しているか
どうか判断し、もしデマンド中であれば、電力低下とい
うことでデマンド終了とし（ステップ３４）、ステップ
３５でデマンド終了信号を送信する。ステップ３２では
消費電力Ｗが第２の所定値Ｗ２より大きいかどうか判断
する。もしＷ＞Ｗ２であればステップ３６に進むがＷ≦
Ｗ２ならステップ３８に進み、第１段階のデマンドレベ
ルと判断し、ステップ３９でデマンド信号１を送信す
る。ステップ３６では第２段階のデマンドレベルと判断
し、ステップ３７でデマンド信号２を送信する。ここで
デマンドレベル１よりデマンドレベル２のほうが電力低
下要求度が大きいことを意味する。ステップ４０で運転
制御部１２は送られてきた信号がデマンド終了信号であ
れば、ステップ４１で流量制御装置４の開度を初期開度
Ｓｊ０とする。ステップ４０で受けた信号がデマンド信
号２であればステップ４２で流量制御装置４の開度を現
在の開度Ｓｊ＊から所定のΔＳｊ２だけ小さくする。こ
のあと、サーミスタ１７の検知温度から求まる圧力Ｐｓ
が所定圧力ａ₂ より低ければ開度はそのままとするが、
Ｐｓ≧ａ₂ であればさらにΔＳｊ２だけ開度を小さくす
る。ステップ４０で受けた信号がデマンド信号１であれ
ばステップ４４で流量制御装置４の開度を現在の開度Ｓ
ｊ＊から所定のΔＳｊ１だけ小さくする。このあと、サ
ーミスタ１７の検知温度から求まる圧力Ｐｓが所定圧力
ａ₁ より低ければ開度はそのままとするが、Ｐｓ≧ａ₁
であればさらにΔＳｊ１だけ開度を小さくする。ここで
ΔＳｊ１≦ΔＳｊ２であり、ａ₁ ＞ａ₂ としており、デ
マンドレベル２のほうがデマンドにより電力をさげる要
求度が大きいことを意味する。こうして流量制御装置４
の開度をここでいうデマンドレベルに応じて段階的に低
下させることで冷凍・空調装置の消費電力を段階的に低
下させることができ、よりきめ細かい電力低下の制御が
可能となる。

【００３０】実施例３．図６は請求項３の発明の一実施
例による冷凍システムにおける制御フローチャートを示
したものである。なお冷媒回路図、制御ブロック図は実
施例１と同様のためその説明は省略する。まず電力監視
装置９（図２）が冷凍システムの消費電力を検知する
（ステップ４６）。このとき検知した消費電力Ｗが所定
値ＷＤより大きいかどうかステップ４７で判断する。も
しＷ＞ＷＤであればステップ４８でデマンド制御判断装
置１０がデマンド開始と判断しステップ４９でデマンド
信号を送信する。また、デマンド制御判断装置１０は、
デマンドを開始するとともに計時（Ｔ）を開始する（ス
テップ５０）。冷凍装置側では、運転制御部１２がデマ
ンド信号を受信したか判断する（ステップ５１）。受信
していればステップ５２によって開度制御手段の機能を
備えた運転制御部１２が流量制御装置４の最大開度Ｓｊ
ｍａｘと最小開度Ｓｊｍｉｎを現在の設定開度Ｓｊｍａ
ｘ＊、Ｓｊｍｉｎ＊よりそれぞれ△Ｓｊ１、△Ｓｊ２だ
け小さく設定する。所定時間Ｔａが経過したところで
（ステップ５３）、デマンド終了としてデマンド終了信
号を送信する（ステップ５４）。ステップ５５ではデマ
ンド終了信号が受信されているかどうか判断する。もし
受信していればステップ５６に進み、最大開度Ｓｊｍａ
ｘを所定の初期値Ｓｊｍａｘ０、最小開度Ｓｊｍｉｎを
所定の初期値Ｓｊｍｉｎ０に設定する。このようにデマ
ンド制御において現在設定されている最大開度あるいは
最小開度より小さい所定の設定開度とすることにより、
流量制御装置４の現在開度が制御上開度を増加させよう
として最大開度に阻まれている場合には最大開度を小さ
くすることで強制的に開度が小さくなる。逆に制御上開
度を閉じようしとして最小開度に阻まれている場合には
最小開度を小さくすることで開度は小さくできる。この
ように結果として開度が小さくなるため絞り効果が上が
り、圧縮機の吸入圧力が低下して圧縮機を停止させるこ
となく圧縮機の消費電力を下げることができ、さらに圧
縮機の発停回数を減らして故障要因を少なくできるので
圧縮機冷凍システムの信頼性を向上させることができ
る。

【００３１】実施例４．図７は請求項４の発明の一実施
例による冷房時の冷凍・空調システムのフローチャート
を示したものである。なお、冷媒回路図、制御ブロック
図は実施例１と同様のためその説明は省略する。ここで
冷房運転時を例に図７の説明を行う。まず電力監視装置
９が冷凍システムの消費電力を検知する（ステップ５
７）。このとき検知した消費電力Ｗが第１の所定値Ｗ１
より大きいかどうかステップ５８で判断する。もしＷ＞
Ｗ１であればステップ５９に進む。Ｗ≦Ｗ１ならステッ
プ６０に進んで現在デマンド中、つまり既に後述のデマ
ンド信号を送信しているかどうか判断し、もしデマンド
中であれば、電力低下ということでデマンド終了とし
（ステップ６１）、ステップ６２でデマンド終了信号を
送信する。ステップ５９では消費電力Ｗが第２の所定値
Ｗ２より大きいかどうか判断する。もしＷ＞Ｗ２であれ
ばステップ６３に進むがＷ≦Ｗ２ならステップ６５に進
み、第１段階のデマンドレベルと判断し、ステップ６６
でデマンド信号１を送信する。ステップ６３では第２段
階のデマンドレベルと判断し、ステップ６４でデマンド
信号２を送信する。ここでデマンドレベル１よりデマン
ドレベル２のほうが電力低下要求度が大きいことを意味
する。ステップ６７で運転制御部１２は送られてきた信
号がデマンド終了信号であれば、ステップ６８で開度制
御手段の機能を備えた運転制御部１２が流量制御装置４
の最大開度設定値を初期設定値であるＳｊｍａｘ０、最
小開度設定値を初期設定値であるＳｊｍｉｎ０とする。
ステップ６７で受けた信号がデマンド信号２であればス
テップ６９で流量制御装置４の最大開度設定値を現在の
設定値Ｓｊｍａｘ＊から△Ｓｊ３だけ小さく、最小開度
設定値を現在の設定値Ｓｊｍｉｎ＊から△Ｓｊ４だけ小
さくする。ステップ６７で受けた信号がデマンド信号１
であればステップ７０で流量制御装置４の最大開度設定
値を現在の設定値Ｓｊｍａｘ＊から△Ｓｊ１だけ小さ
く、最小開度設定値を現在の設定値Ｓｊｍｉｎ＊から△
Ｓｊ２だけ小さくする。このとき△Ｓｊ１＜△Ｓｊ３、
△Ｓｊ２＜△Ｓｊ４の大小関係があり、デマンドレベル
の段階に応じて最大開度、最小開度設定値も段階的に変
化させている。このようにデマンド制御として現在設定
されている最大開度あるいは最小開度をより小さい所定
の設定開度にすることにより、流量制御装置４の現在開
度が制御上開度を増加しようとして最大開度に阻まれて
いる場合には最大開度を小さくすることで強制的に開度
が小さくなる。逆に制御上開度を閉じようとして最小開
度に阻まれている場合には最小開度は小さくすることで
開度を小さくできる。このように結果として開度が小さ
くなるため絞り効果が上がり、圧縮機の吸入圧力が低下
して圧縮機を停止させることなく圧縮機の消費電力を下
げることができ、さらにデマンドレベルに応じて最大開
度、最小開度の設定値を段階的に変化させることできめ
細かい制御が可能となる。このようにして冷凍・空調シ
ステムの信頼性を向上させることができる。

【００３２】実施例５．図８は請求項５および請求項６
の発明の一実施例による冷房時の空調システムのフロー
チャートを示したものである。なお、冷媒回路図、制御
ブロック図は実施例１と同様のためその説明は省略す
る。ここで冷房運転時を例に図８の説明を行う。まず電
力監視装置９が空調システムの消費電力を検知する（ス
テップ７１）。このとき検知した消費電力Ｗが第１の所
定値Ｗ１より大きいかどうかステップ７２で判断する。
もしＷ＞Ｗ１であればステップ７３に進む。Ｗ≦Ｗ１な
らステップ７４に進んで現在デマンド中であるかどうか
判断し、もしデマンド中であれば、電力低下ということ
でデマンド終了とし（ステップ７５）、ステップ７６で
デマンド終了信号を送信する。ステップ７３では消費電
力Ｗが第２の所定値Ｗ２より大きいかどうか判断する。
もしＷ＞Ｗ２であればステップ７７に進むがＷ≦Ｗ２な
らステップ７９に進み、第１段階のデマンドレベルと判
断し、ステップ８０でデマンド信号１を送信する。ステ
ップ７７では第２段階のデマンドレベルと判断し、ステ
ップ７８でデマンド信号２を送信する。デマンドレベル
１よりデマンドレベル２のほうが要求される電力低下量
が大きいことを意味する。この実施例で運転制御部１２
は目標過熱制御手段及び目標過冷却度制御手段としての
機能を備えており、ステップ８１でデマンド制御部２０
から送られてきた信号デマンド終了信号であれば、蒸発
器として作用している室内側熱交換器５出口の目標冷媒
過熱度ＳＨｍを通常レベルのＳＨ０とする。なお、冷媒
過熱度ＳＨは過熱度検出手段を構成するサーミスタ１
３，１４で検出された値に基づき以下の式で算出する。ＳＨ＝ｔ１３−ｔ１４ここでｔ１３：サーミスタ１３の検知温度ｔ１４：サーミスタ１４の検知温度次に受信した信号がデマンド信号１であればステップ８
４に進み、目標過熱度制御手段により冷媒過熱度の目標
値を通常レベルＳＨ０より△ＳＨ１だけ大きくする。ま
た信号がデマンド信号２であればステップ８３に進み、
過熱度の目標値をＳＨ０より△ＳＨ２だけ大きくする。
このように蒸発器出口の冷媒過熱度の目標値をより大き
い所定の目標値とすることで、開度制御手段を介し、間
接的に流量制御装置４の開度は小さくなるように制御さ
れるため圧縮機の吸入圧力が低下して圧縮機を停止させ
ることなく圧縮機の消費電力を下げることができる。加
えて圧縮機の発停回数を減らすこともできる。そして要
求される電力低減量の段階に応じて目標値を段階的に変
化させることで段階的にデマンド制御を行うことができ
る。こうして圧縮機を停止させないので冷凍システムの
能力を０にすることなくデマンド制御が行え、また段階
的にデマンド制御を行うことできめ細かい制御を行うこ
とができるためデマンド制御において急に冷媒系の運転
状態が変化することがないため空調システムの性能と信
頼性を充分に高めることができる。また、暖房運転時
は、サーミスタ１４ａの検出値と、サーミスタ１５の検
出値より利用側熱交換器の冷媒出口側、即ち流量制御装
置４入口の冷媒過冷却度を求め、この過冷却度が目標過
冷却度ＳＣｍとなるように、開度制御手段により、流量
制御装置４の開度が制御される。冷房運転時の場合と同
様にデマンド制御部２０から出力されるデマンドレベル
に応じ、段階的に過冷却度の目標値をより大きな所定値
とすることにより、開度制御手段を介し、流量制御装置
４の開度は縮小制御されるため圧縮機１の吸入圧力が低
下し、消費電力を低減することができる。以上の様に制
御することで冷房の場合と同様な効果を得ることができ
る。

【００３３】実施例６．図９は請求項７および請求項８
の一実施例における冷媒回路図である。また図１０はそ
の制御ブロック図、図１１は制御フローチャート図であ
る。図９に示す冷媒回路図は、従来例に比べ、室内機を
２つ並列に有している。このため流量制御装置を４ａ，
４ｂの２つ、利用側熱交換器としての室内側熱交換器も
５ａ，５ｂ、サーミスタを１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１
４ｂとそれぞれ２つ有している。そして圧縮機１は容量
制御可能な圧縮機である。また実施例１で示したように
低圧飽和温度生成回路１６とサーミスタ１７も有してい
る。冷媒の動きは従来例と同一であり、低圧飽和温度生
成回路内の冷媒の動きは実施例１と同じであるためここ
ではその説明は省略する。図１０に示す制御ブロック図
において、２０はデマンド制御部であり、タイマ８５、
デマンド制御判断装置１０、デマンド信号送信部１１で
構成される。これら１０，１１，８５は熱源機７や室内
機８ａ，８ｂの空調装置とは離れた場所に設置され、空
調装置とは伝送線によって結ばれて必要に応じてデマン
ド信号を冷凍システムの運転制御部１２へと送信する。
１２は冷凍システムの運転制御部であり、サーミスタ１
３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１７や圧力センサ１５
から入力を受けるとともに圧縮機１、流量制御装置４
ａ，４ｂ、四方切換弁２を制御する。タイマ８５は時刻
を計時し、予め設定されたデマンド開始時刻にはデマン
ド信号を送信し、さらに予め設定されたデマンド終了時
刻にはデマンド終了信号を送信するようになっている。
これは一日の電力量を予め予測しておき、ある時間帯に
デマンド制御をかけて消費電力を低下させようとするも
のである。この場合は瞬時的な電力ではなく、その積算
量である電力量を重要視するもので特に電力会社との契
約電力量を越えないように配慮されたデマンド制御であ
る。しかし、例えば中間期あるいは夏場で外気がやや低
い場合には消費電力が大きくないので空調装置を停止さ
せる必要がない場合でもデマンド制御にはいる場合があ
る。リモコン８６，８７はそれぞれ室内機５ａ，５ｂの
運転／停止信号を運転制御部１２に送るために用いられ
る。

【００３４】ここで制御フローチャートである図１１の
説明を行う。図１１は冷房運転を想定している。まずタ
イマ８５の時計時間をステップ８６でチェックしてい
る。時刻がデマンド開始設定時刻ＴＳとなればデマンド
開始として（ステップ８７）、デマンド信号を送信する
（ステップ８８）。この実施例では運転制御部１２が容
量制御手段の機能を持ち受持ちデマンド信号受信によっ
て圧縮機１の運転周波数の設定最大値を初期の設定最大
値Ｆｍａｘ０よりΔＦｍａｘ小さい値に設定する（ステ
ップ８９）。そしてステップ９０で現在の周波数Ｆ＊と
Ｆｍａｘを比較し、Ｆ＊が大きければステップ９１で周
波数を変更後のＦｍａｘまで低下させて消費電力を低減
させる。運転制御部１２はステップ９２で周波数を低下
させた場合には周波数を低下させてから時間Ｔ’を計時
して冷媒状態がほぼ安定したとみられる時間Ｔａまで制
御を保留する。このように圧縮機の容量を低下させるこ
ともデマンド制御の１つである。そしてステップ９３で
は室内機の運転台数Ｎを判断し、Ｎ＞１の場合、つまり
この実施例において全数運転している場合には圧縮機１
の周波数低下のために冷媒流量にたいして絞りが緩くな
り低圧が上昇したものと判断してステップ９４で目標過
熱度をΔＳＨｍだけ大きくする。ステップ９４で運転台
数１台（Ｎ≦１）の場合にはステップ９８に進み、ここ
で圧力検出手段であるサーミスタ１７の読みｔ１７から
換算した圧力Ｐ（ｔ１７）が所定の圧力Ｐ１以上であれ
ば、この実施例においては目標過熱度制御手段によりス
テップ９４で目標過熱度ＳＨｍをΔＳＨｍだけ大きく
し、開度制御手段を介して流量制御装置の開度を縮小し
て低圧を低下させる。Ｐ１より低ければ特に潤滑油吐出
の問題はないものとして目標過熱度は初期のＳＨｏとし
（ステップ９９）、従って流量制御装置４ａあるいは４
ｂの開度も絞らない。こうしてステップ８６に戻り再び
タイマ１８の計時チェックが行われる。次にステップ８
７で計時時間がＴｓでない場合はステップ９５で再度計
時判断する。タイマ８５の計時がデマンド制御終了設定
時間ＴＥとなっていればステップ９６に進みデマンド終
了信号が送信される。デマンド終了信号を受信した場合
には運転制御部１２はまず圧縮機１の最大周波数をもと
のＦｍａｘ０とする（ステップ９７）。そしてその後ス
テップ９８に進み、低圧が所定の圧力より下がれば初期
の冷媒過熱度ＳＨｏとする。このように複数台の室内機
を備えたマルチ形空調装置などで運転する室内機の台数
が多い場合、デマンド制御で周波数だけが下がると低圧
が上昇して圧縮機から吐出される油量が増加するため、
圧縮機が損傷する恐れがあり、目標過熱度ＳＨｍを上昇
させることで間接的に室内機の流量制御装置の開度を小
さくして低圧を下げることで消費電力を下げるとともに
潤滑油の吐出を抑えることができ圧縮機の損傷を防ぐこ
とができるため空調システムの信頼性を充分に高めるこ
とができる。

【００３５】実施例７．図１２は請求項６、請求項７の
発明による一実施例の冷媒回路図であり、実施例６と同
一である。図１３は本実施例の制御ブロック図であり、
図１４は本実施例の制御フローチャートである。図１３
において制御部分は大きく４つにわかれており、デマン
ド制御部２０と熱源機７、室内機８ａ，８ｂである。図
１３のごとく、デマンド制御部２０は熱源機７内の運転
制御部１２へ信号を送信するようになっている。熱源機
７内には運転制御部１２がありサーミスタ１７、圧力セ
ンサ１５の入力と四方切換弁２、容量制御可能な圧縮機
１への出力を持つ。また室内機８ａ内には運転制御部１
２ａがあり、サーミスタ１３ａ、サーミスタ１４ａの入
力と流量制御装置４ａの出力をもち、リモコン１９ａの
信号により発停を行う。そして冷房運転時はサーミスタ
１３ａと１４ａの入力から冷媒過熱度を求め、目標過熱
度ＳＨｍとなるよう流量制御装置４ａを制御している。
暖房時はサーミスタ１４ａの値と、熱源機７の運転制御
部１２より圧力センサ１５の入力値をもらい、流量制御
装置４ａ入口の冷媒過冷却度をもとめ、目標過冷却度Ｓ
Ｃｍとなるように流量制御装置４ａの開度を調節してい
る。運転制御部１２ｂは１２ａと同様の制御をおこなっ
ている。ここで熱源機７、室内機８ａ、８ｂの運転と停
止を簡単に説明する。まずリモコン８６より運転制御部
１２ａに運転信号がおくられる。この信号により運転制
御部１２ａは運転制御部１２へ運転信号を送り流量制御
装置４ａの制御を開始する。運転制御部１２は運転制御
部１２ａより送られてきた信号をもとに運転と判断し、
圧縮機１を運転させ、冷房あるいは暖房運転がはじま
る。ただし冷房運転と暖房運転は四方切換弁２の動作に
より決まり、これは運転制御部１２ａあるいは１２ｂか
ら送られる冷房信号あるいは暖房信号によって運転制御
部１２が判断する。また、冷房運転時は熱源機側熱交換
器３は凝縮器、室内側熱交換器５ａ，５ｂは蒸発器であ
り、暖房時はこれら凝縮器と蒸発器の関係は逆転する。

【００３６】つぎに本実施例における制御フローチャー
ト図１４の説明を行う。ここでは冷房時の運転をもとに
説明する。制御が行われている部分が分かりやすいよう
に、デマンド制御部２０と運転制御部１２，１２ａ，１
２ｂのそれぞれを分けている。ステップ１２１ではタイ
マ５をカウントし３０分が経過したらデマンド制御開始
と判断する（ステップ１２２，１２３）。そしてステッ
プ１２４ではデマンド信号送信部１１より運転制御部１
２へデマンド信号が送信される。送信した後、ステップ
１２５で一旦タイマ８５をクリアして再びカウントを開
始する。定期的にデマンド信号を送信する理由は、例え
ば運転制御部１２ａ，１２ｂにデマンド制御終了機能
（説明省略）が備わっており、ある時間で勝手にデマン
ド制御を終了する場合にも継続してデマンド制御を行わ
せるためである。この実施例において容量制御手段の機
能をもつ運転制御部１２はデマンド信号受信により圧縮
機１の周波数の上限を初期値のＦｍａｘ０から△Ｆｍａ
ｘだけ小さくする（ステップ１２６）。こうして圧縮機
１が最大周波数Ｆｍａｘ０付近で運転している場合には
強制的に周波数が下がり、消費電力が下げられる。つぎ
にステップ１２７で吸入圧力低下の必要度としてデマン
ドレベル（ＤＬ）を持ち、それを非デマンド条件を意味
する０にセットする（ステップ５１）。次にステップ１
２８で低圧飽和温度サーミスタ１７の検知温度ｔ１７が
所定値ｔ１より大きいか判断する。ここでｔ１は圧縮機
１の潤滑油吐出量が増大して圧縮機１に損傷の恐れがあ
る吸入圧力の飽和温度である。もしｔ１７＞ｔ１であれ
ばステップ１３２に進み、ＤＬを１上げて吸入圧力低下
の必要度を上げる。ｔ１７＞ｔ１でなければステップ１
３５で吸入圧力は問題ないとしてＤＬを１下げる。ＤＬ
の上限と下限は上限が２、下限が０としている。このた
め、ステップ１３３と１３６ではそれぞれ上限と下限の
範囲外かどうか判断し、ステップ１３４，１３７でそれ
ぞれ修正している。ステップ１３８ではこうして設定さ
れたＤＬの値を各室内機８ａ，８ｂの運転制御部１２
ａ，１２ｂへ送信する（ステップ１３８）。送信後、タ
イマＴ０をリセットしカウント開始する（ステップ１３
１）。そしてステップ１２９でタイマが１０分経過した
ところで再び吸入圧力の判定に戻る。ステップ１３１，
１３０，１２９で１０分待つ理由は、ＤＬ信号を送信し
てから室内機側で流量制御装置４ａ，４ｂの動作後、冷
媒の状態が変化するまでに時間を要するからであり、ま
た頻繁に信号の送信をおこなって制御が乱れることを防
ぐためである。各室内側の運転制御部１２ａ，１２ｂで
は送られてきたＤＬ信号によりそれぞれの冷媒過熱度の
目標値を決定する。この実施例においては運転制御部１
２ａは目標過熱度制御手段としての機能を備えており、
ステップ１４６でＤＬ信号を判断し、ＤＬ＝０のときは
目標過熱度ＳＨｍａを通常の目標値ＳＨｍ０ａとする
（ステップ１４５）。ＤＬ＝１のときはＳＨｍａ＝ＳＨ
１ａとしＤＬ＝２のときはＳＨｍａ＝ＳＨ２ａとし、Ｓ
Ｈ２ａ＞ＳＨ１ａ＞ＳＨ０ａの関係がある。ここで過熱
度の記号の添字ａは室内機８ａ独自の設定値を意味す
る。これは室内機の形状、容量によって適切な目標値が
変わるからである。こうして圧縮機１の吸入圧力が所定
値より高い場合には通常以外に２段階のレベルで目標過
熱度を変化させることで、運転制御部１２ａがもつ開度
制御手段を介し、流量制御装置４ａの開度は閉方向に制
御されるため吸入圧力が下がり、デマンド制御によって
圧縮機１の周波数が低下する場合においても吸入圧力上
昇による潤滑油吐出量の増大がなく圧縮機１が損傷しな
いため空調システムの信頼性を著しく高めることができ
る。

【００３７】実施例８．実施例７ではサーミスタ１７に
より低圧飽和温度から圧縮機１の吸入圧力を検知した
が、容量制御可能な圧縮機の吸入圧力は実験等により圧
縮機の運転容量、つまり運転周波数によりある程度予想
できる。一般に圧縮機１の周波数が大きいほど吸入圧力
は下がる傾向にあるため、図１５のステップ１２８ａの
ように経験的に所定周波数Ｆ１を設定することでそれよ
り圧縮機１の周波数Ｆが小さければ潤滑油が必要以上に
吐出する圧力であると判断する圧力検知手段であって
も、実施例７と同様の作用効果を呈する。

【００３８】実施例９．図１６は請求項１の発明による
一実施例の冷凍システムの冷媒回路図である。図１７は
その制御ブロック図、図１８はその制御フローチャート
図である。図１６においてその大部分は従来例と同様で
あり、従来例に加えて四方切換弁２とアキュムレータ６
の間に流量制御装置１４７とその流量制御装置１４７と
並列にバイパス用配管１４８、そして圧縮機１の吸入圧
力を検知する圧力センサ１４９を備えている。冷媒の流
れは従来例と同様であるためここではその説明を省略す
るが、流量制御装置１４７を調整することにより圧縮機
１の吸入圧力を調整するいわば可変抵抗の役割を果た
し、抵抗配管１４８はもし流量制御装置１４７が故障し
てそこを流体が流れなくなっても流体の最低限の通り道
を確保するために設けられている。ただし、流量制御装
置１４７の効果をだすため抵抗配管１４８の配管径は必
要以上に大きくしない。つぎに本実施例の制御フローチ
ャートについて図１８に従い説明する。ステップ１５１
では電力監視装置９により冷凍システムの消費電力Ｗを
検知している。ステップ１５２ではもし消費電力Ｗがデ
マンド開始条件となるＷＤより大きい消費電力を検知し
た場合にはステップ１５３でデマンド信号を送信する
（ステップ１５４）。開度制御手段としての機能をもつ
運転制御部１２はこのデマンド信号を受信するとステッ
プ１５５で流量制御装置１４７の開度Ｋｊを現在の所定
開度Ｋｊ０より△Ｋｊだけ小さくする。これにより圧縮
機１の吸入圧力は低下して消費電力は小さくなる。つぎ
にステップ１５６では圧力センサ１６１により圧縮機１
の吸入圧力Ｐｓをみてこれが圧縮機１の消費電力が必要
なだけ小さいと判断できる吸入圧力Ｐ１より小さくなっ
たかを判断する。ただし必要以上に吸入圧力を低下させ
ると圧縮機の吐出温度の上昇を招いて圧縮機１を損傷さ
せるおそれがあるためＰ１はこうした危険な圧力レベル
も想定して設定されている。もし吐出温度上昇を懸念す
るのであれば圧縮機１の吐出側にサーミスタを別途設け
る（図省略）などして所定以上の温度となれば流量制御
装置１４７の開度を開いていくといった保護制御を設け
る手段も考えられる。こうしてステップ１５６でもしＰ
Ｓ≧Ｐ１であれば再びステップ１５５にて開度を小さく
して吸入圧力を低下させる。そしてＰＳ＜Ｐ１となれば
ステップ１５７にてタイマ１６２をセットし、ステップ
１５８，１５９では所定時間Ｔ１を過ぎるまでこうした
デマンド制御を行う。ステップ１６０では流量制御装置
１４７の開度を元の所定開度Ｋｊ０に戻しデマンド制御
を終了させる。このように流量制御装置１４７の位置は
四方切換弁２とアキュムレータ６の間にあり、冷房時あ
るいは暖房時のいづれにおいても流量制御装置４の下流
に位置して常に低圧部分に相当するため、その開度を小
さくすることで圧縮機１の吸入圧力が低下し、高圧は上
昇しない。このため圧縮機１を停止させることなくデマ
ンド制御が行えるので電力を下げることができ、吸入圧
力の低下による冷媒流量の低下で冷凍装置の能力は低下
するものの０ではないために冷凍装置の機能をすべて損
なわずに済み、また圧縮機の発停回数が多くなることに
起因する故障を防ぐことができて冷凍システムの信頼性
を充分に高めることができる。

【００３９】実施例１０．図１９は請求項７および請求
項８の一実施例における冷凍装置の冷媒回路図である。
また図２０はその制御ブロック図、図２１は制御フロー
チャート図である。図１９に示す冷凍装置の冷媒回路図
は、従来例に比べ、室内機を２つ並列に有している。こ
のため流量制御装置を４ａ，４ｂの２つ、室内側（利用
側）熱交換器も５ａ，５ｂ，サーミスタを１３ａ，１３
ｂ，１４ａ，１４ｂとそれぞれ２つ有している。１６
５，１６６は室内機８ａ，８ｂにそれぞれ設けられた送
風機である。そして圧縮機１は容量制御可能な圧縮機で
ある。また実施例１で示したように低圧飽和温度生成回
路１６とサーミスタ１７も有している。冷媒の動きは従
来例と同一であり、低圧飽和温度生成回路１６内の冷媒
の動きは実施例１と同じであるためここではその説明は
省略する。図２０において、２０はデマンド制御部であ
りタイマ８５、デマンド制御判断装置１０、デマンド信
号送信部１１を備えており、冷凍装置とは離れた場所に
設置され、冷凍装置とは伝送線によって結ばれて必要に
応じてデマンド信号を冷凍装置の運転制御部１２へと送
信する。１２は冷凍装置の運転制御部であり、サーミス
タ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１７や圧力センサ
１５から入力を受けるとともに圧縮機１、流量制御装置
４ａ，４ｂ，四方切換弁２を制御する。タイマ８５は時
刻を計時し、予め設定されたデマンド開始時刻にはデマ
ンド信号を送信し、さらに予め設定されたデマンド終了
時刻にはデマンド終了信号を送信するようになってい
る。これは一日の電力量を予め予測しておき、ある時間
帯にデマンド制御をかけて消費電力を低下させようとす
るものである。この場合は瞬時的な電力ではなく、その
積算量である電力を重要視するもので特に電力会社との
契約電力量を越えないように配慮されたデマンド制御で
ある。例えば中間期あるいは夏場で外気がやや低い場合
には消費電力が大きくなく冷凍装置を停止させる必要が
ない場合でもデマンド制御を行う場合がある。リモコン
８６，８７はそれぞれ室内機５ａ，５ｂの運転／停止信
号を運転制御部１２に送るために用いられる。

【００４０】つぎに本実施例における室内機の容量につ
いて説明する。一般的に室内機は熱交換器と、空冷の場
合は送風機（本実施例）から構成される。そして熱交換
容量Ｑは熱交換器の大きさ（形状）Ａと送風機による風
量Ｖで決定される。つまりＱ＝ｆ（Ａ，Ｖ）ｆ：関数となる。ｆは冷媒側の熱交換量で考えた場合と空気側の
熱交換量で考えた場合で当然異なる形となるが、少なく
とも大きさ（表面積，体積）Ａおよび風量Ｖの増加とと
もに熱交換容量も増加する。こうしたことから室内機の
熱交換容量をその熱交換器の形状か風量あるいはその両
方を加味した変数の大小に応じた指標で表すこととす
る。本実施例ではその指標をＱｊ（ｊ＝１，２）とし添
字は各室内機８ａ，８ｂに対応する。ここで制御フロー
チャートである図２１の説明を行う。図２１は冷房運転
を想定している。まずタイマ８５の計時時間をステップ
８６でチェックしている。時刻がデマンド開始設定時間
ＴＳとなればデマンド開始として（ステップ８７）、デ
マンド信号を送信する（ステップ８８）。この実施例で
は容量制御手段として機能する運転制御部１２がデマン
ド信号受信によって圧縮機１の運転周波数の設定最大値
を初期の設定最大値Ｆｍａｘ０より△Ｆｍａｘ小さい値
に設定する（ステップ８９）。そしてステップ９０で現
在の周波数Ｆ＊とＦｍａｘを比較し、Ｆ＊が大きければ
ステップ９１で周波数を変更後のＦｍａｘまで低下させ
る。ステップ９２で周波数を低下させた場合には周波数
を低下させてから時間Ｔ’を計時して冷媒状態がほぼ安
定とみられる時間Ｔａまで制御を継続する。そしてステ
ップ９３ａでは運転制御部１２が室内機の運転容量とし
て運転中の室内機のＱｊの総和（ΣＱｊ）によって冷媒
回路における利用側熱交換器の運転容量を判断し、ΣＱ
ｊが所定容量ａより大きい場合には、圧縮機１の周波数
低下のための冷媒流量にたいして利用側熱交換容量が大
きすぎ、低圧が上昇したものと判断してこの実施例で
は、目標過熱度制御手段がステップ９４で目標過熱度を
△ＳＨｍだけ大きくする。ステップ９３ａで運転容量が
所定容量ａ未満の場合には圧縮機１の容量に対して利用
側の熱交換容量が妥当であると判断してステップ９８に
進むが、ここでサーミスタ１７の読みｔ１７から換算し
た低圧Ｐ（ｔ１７）が所定の圧力Ｐ１より高ければ、ス
テップ９４で目標過熱度ＳＨｍを△ＳＨｍだけ大きくし
て低圧を低下させる。Ｐ１より低ければ特に潤滑油吐出
の問題はないものとして目標過熱度は初期のＳＨ０とす
る（ステップ９９）。ステップ９４で目標過熱度を大き
くすることにより、開度制御手段が流量制御装置の開度
を絞り、低圧を低下させることになる。こうしてステッ
プ８６に戻り再びタイマ８５の計時チェックが行われ
る。次にステップ８７で計時時間がＴｓでない場合はス
テップ９５で再度計時判断する。タイマ９５の計時がデ
マンド制御終了設定時間ＴＥとなっていればステップ９
６に進みデマンド終了信号が送信される。デマンド終了
信号を受信した場合には運転制御部１２はまず圧縮機１
の最大周波数をもとのＦｍａｘ０とする（ステップ９
７）。そしてその後ステップ９８に進み、低圧が所定の
圧力より下がれば初期の冷媒過熱度ＳＨ０とする。この
ように複数台の室内機を備えたマルチ形冷凍装置などで
圧縮機の最大周波数を低下させるようなデマンド制御が
行われた場合、運転する室内機の容量が大きい場合に
は、低圧が上昇して圧縮機から吐出される油量が増加す
るため、圧縮機が損傷する恐れがあり、目標過熱度ＳＨ
ｍを上昇させることで間接的に室内機の流量制御装置の
開度を小さくし、低圧を下げることで潤滑油の吐出を抑
えることができ圧縮機の損傷を防ぐことができる。この
ため冷凍装置の信頼性を充分に高めることができる。

【００４１】実施例１１．以上の実施例では、デマンド
制御部２０によって消費電力あるいは時間をもとに自動
的に判断されていたが、たとえば図２２に示すように手
動のデマンドレベル設定スイッチ１７１とデマンド信号
送信スイッチ１７２を有するような運転制御部１７０が
あり、図２３のようにステップ１ｃでデマンドレベル設
定を行い、ステップ２ｃでデマンド信号送信スイッチ１
７２をＯＮさせるとデマンド信号を送信するといった場
合にも同様の作用効果を呈する。この場合、スイッチ１
７２の操作は例えば冷凍・空調装置の運転管理者などに
より人為的に行われる。

【００４２】

【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ため次のような効果を呈する。開度制御手段がデマンド
制御部からの出力に基づき、流量制御装置の開度を縮小
させることにより、圧縮機の吸入圧力を低下させること
で圧縮機の消費電力が低下する。よって圧縮機を停止さ
せることなく圧縮機の消費電力を下げることができるた
め吸入圧力の低下による冷媒流量の低下で冷凍・空調シ
ステムの能力は低下するものの０ではないために冷凍・
空調システムの機能を損なわずに済む。また圧縮機の発
停回数が多くなることに起因する故障を防ぐことができ
る。そして段階的に流量制御装置の開度を制御すれば圧
縮機の吸入圧力も段階的に低下して段階的に吸入圧力制
御を行うことでよりきめ細かい制御を行うことができ
る。こうして冷凍・空調システムの性能と信頼性を著し
く向上させることができる。

【００４３】また、デマンド制御部の出力に基づき、現
在設定されている最大開度あるいは最小開度のうち少く
とも一方の開度をより小さい所定の設定開度とすること
により、流量制御装置の現在開度が制御上開度を増加さ
せようとして最大開度に阻まれている場合には最大開度
を小さくすることで強制的に開度が小さくなる。逆に制
御上開度を閉じようとして最小開度に阻まれている場合
には最小開度は小さくすることで開度を小さくできる。
結果として開度が小さくなるため絞り効果が上がり、圧
縮機の吸入圧力が低下して圧縮機の消費電力を下げるこ
とができる。このように圧縮機を停止させることなくデ
マンド制御が行える。そして、一時的に現在の開度その
ものを小さくさせる場合には時間が経つと制御によって
は再び開度が増加する場合が考えれたり、また現在の開
度をより小さな開度に固定した場合には制御性が失われ
るが、最大開度あるいは最小開度を小さくすれば制御性
をもたせながら開度を小さくできる。そして流量制御装
置の最大開度或は最小開度の縮小制御が段階的に行われ
る場合、吸入圧力の低下も段階的に制御できるため消費
電力の低下も細かい制御性をもたせることができる。こ
うして冷凍・空調システムの制御性と信頼性を充分に高
めることが可能となる。

【００４４】また、デマンド制御部の出力に基づき目標
過熱度制御手段或は目標過冷却度制御手段が、その目標
値をより大きな所定値に設定することにより、間接的に
流量制御装置の開度が小さくなるように制御されるため
圧縮機を停止させることなく圧縮機の吸入圧力が低下し
て圧縮機の消費電力を下げることができる。そしてデマ
ンド制御部からの出力の大きさに応じ、上記目標値を段
階的に変化させてきめ細かい制御を行うことができる。
こうして冷凍・空調システムの性能と信頼性を高めるこ
とができる。

【００４５】また、デマンド制御部の出力により容量制
御手段が圧縮機の容量を下げた場合に、圧縮機の吸入圧
力が上昇したとき、開度制御手段が流量制御装置の開度
を縮小させることにより吸入圧力を低下させることがで
き、潤滑油の吐出量が増大して圧縮機が損傷する問題は
なくなり、また問題となる吸入圧力に達していなければ
無理に吸入圧力を低下させて能力を低下させなくて済
む。こうして冷凍・空調システムにとってその場面に応
じて最も必要となる制御を行うことができるので冷凍・
空調システムの信頼性を充分に高めることができる。

【００４６】また、デマンド制御部の出力により、容量
制御手段が圧縮機の容量を低減させた場合、利用側熱交
換器の運転総容量が所定容量以上のとき、開度制御手段
により流量制御装置の開度を縮小させる構成としたこと
により、低圧圧力の上昇に起因する圧縮機からの吐出油
量の増加を抑制して圧縮機の損傷を防止し、信頼性の高
い冷凍・空調システムを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の冷媒回路図である。

【図２】実施例１の制御ブロック図である。

【図３】実施例１の開閉弁２１の動作を示す図である。

【図４】実施例１の制御フローチャートである。

【図５】実施例２の制御フローチャートである。

【図６】実施例３の制御フローチャートである。

【図７】実施例４の制御フローチャートである。

【図８】実施例５の制御フローチャートである。

【図９】実施例６の冷媒回路図である。

【図１０】実施例６の制御ブロック図である。

【図１１】実施例６の制御フローチャートである。

【図１２】実施例７の冷媒回路図である。

【図１３】実施例７の制御ブロック図である。

【図１４】実施例７の制御フローチャートである。

【図１５】実施例８の制御フローチャートである。

【図１６】実施例９の冷媒回路図である。

【図１７】実施例９の制御ブロック図である。

【図１８】実施例９の制御フローチャートである。

【図１９】実施例１０の冷媒回路図である。

【図２０】実施例１０の制御ブロック図である。

【図２１】実施例１０の制御フローチャートである。

【図２２】実施例１１の制御ブロック図である。

【図２３】実施例１１の制御フローチャートである。

【図２４】従来例の冷媒回路図である。

【図２５】従来例の制御ブロック図である。

【図２６】従来例の制御フローチャートである。

【図２７】従来例の制御フローチャートである。

【符号の説明】

１圧縮機３熱源機側熱交換器４流量制御装置４ａ流量制御装置４ｂ流量制御装置５利用側熱交換器５ａ利用側熱交換器５ｂ利用側熱交換器１２運転制御部２０デマンド制御部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機、熱源機側熱交換器、流量制御装
置、利用側熱交換器等を接続してなる冷媒回路を備えた
冷凍・空調装置と、上記冷凍・空調装置で消費される電
力量を低減するデマンド制御部と、上記デマンド制御部
の出力に基づき上記流量制御装置の開度を縮小させる開
度制御手段とを備えたことを特徴とする冷凍・空調シス
テム。
【請求項２】デマンド制御部からの電力低減要求度合
に応じ、流量制御装置の開度を段階的に変化させること
を特徴とする請求項第１項記載の冷凍・空調システム。
【請求項３】圧縮機、熱源機側熱交換器、流量制御装
置、利用側熱交換器等を接続してなる冷媒回路を備えた
冷凍・空調装置と、上記冷凍・空調装置で消費される電
力量を低減するデマンド制御部と、上記デマンド制御部
の出力に基づき、上記流量制御装置の最大開度または最
小開度のうち少なくとも一方の開度を所定値だけ縮小さ
せる開度制御手段とを備えたことを特徴とする冷凍・空
調システム。
【請求項４】デマンド制御部からの電力低減要求度合
に応じ、流量制御装置の最大開度または最小開度のうち
少なくとも一方の開度を段階的に変化させることを特徴
とする請求項第３項記載の冷凍・空調システム。
【請求項５】圧縮機、熱源機側熱交換器、流量制御装
置、利用側熱交換器等を接続してなる冷媒回路を備えた
冷凍・空調装置と冷却運転時或は加熱運転時における上
記利用側熱交換器の冷媒流出側の過熱度、或は過冷却度
を検出する過熱度検出手段、或は過冷却度検出手段と、
上記過熱度検出手段或は過冷却度検出手段で検出された
過熱度或は過冷却度と予め設定された目標値とを比較
し、上記過熱度式或は温冷却度が上記目標値となるよう
に上記流量制御装置の開度を制御する開度制御手段と、
上記冷凍・空調装置で消費される電力量を低減するデマ
ンド制御部と、上記デマンド制御部の出力に基づき過熱
度、或は過冷却度の目標値をより大きな所定値とする目
標過熱度、或は目標過冷却度制御手段とを備えたことを
特徴とする冷凍・空調システム。
【請求項６】デマンド制御部からの電力低減要求度合
に応じ、過熱度或は過冷却度の目標値のうち少なくとも
一方の目標値を段階的に変化させることを特徴とする請
求項第５項記載の冷凍・空調システム。
【請求項７】圧縮機、熱源機側熱交換器、流量制御装
置、利用側熱交換器等を接続してなる冷媒回路を備えた
冷凍・空調装置と、上記冷凍・空調装置で消費される電
力量を低減するデマンド制御部と、上記デマンド制御部
の出力に基づき圧縮機容量を低減させる容量制御手段
と、上記圧縮機の吸入側圧力を検出する圧力検出手段
と、上記圧力検出手段で検出された圧力が所定圧力以上
の場合、上記流量制御装置の開度を縮小させる開度制御
手段とを備えたことを特徴とする冷凍・空調システム。
【請求項８】圧縮機、熱源機側熱交換器、流量制御装
置、利用側熱交換器等を接続してなる冷媒回路を備えた
冷凍・空調装置と、上記冷凍・空調装置で消費する電力
量を低減するデマンド制御部と、上記デマンド制御部か
らの出力に基づき圧縮機容量を低減させる容量制御手段
と、上記利用側熱交換器の運転総容量が所定容量以上の
場合、上記流量制御装置の開度を縮小させる開度制御手
段とを備えたことを特徴とする冷凍・空調システム。