JP3267597B2 - 冷暖房兼用マルチ空気調和機の暖房過負荷時運転制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気調和機の運転制
御方法に係り、より詳しくは一つの室外機に複数の室内
機が連結された冷暖房兼用マルチ空気調和機の暖房過負
荷時運転制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機は閉回路を循環しつつ相変化
過程を経る熱交換媒体と周辺大気との熱交換過程を利用
して室内を冷暖房する装置である。最近は別々の室内に
設けられる多数の室内機と一つの室外機を具備すること
で、低廉な費用で高い効率を得ることができる冷暖房兼
用マルチ空気調和機が提供されている。

【０００３】このような一般的な冷暖房兼用マルチ空気
調和機の一例が図１及び図２に示されている。図１は冷
暖房兼用マルチ空気調和機の冷凍サイクル図であり、図
２は制御ブロック図である。図１に示したように、冷暖
房兼用マルチ空気調和機は一つの室外機１０と複数の室
内機２０、３０、４０を具備する。前記室外機１０には
二つの圧縮機１１１、１１２と室外熱交換器１２０など
が設けられ、それぞれの室内機２０、３０、４０には室
内熱交換器１４１、１４２、１４３が設けられる。

【０００４】前記室外熱交換器１２０は独立側循環通路
１２１とマルチ側循環通路１２２を有する。独立側循環
通路１２１の一側は独立側４ウェイ弁１５１を通じ独立
側圧縮機１１１と連結され、その他側は毛細管１３１を
経て独立側室内熱交換器１４１と連結される。また独立
側室内熱交換器１４１は独立側４ウェイ弁１５１を通じ
て独立側圧縮機１１１と連結される。そして、マルチ側
循環通路１２２はその一側がマルチ側４ウェイ弁１５２
を通じてマルチ側圧縮機１１２と連結され、その他側は
二分岐の循環パイプ１０１を介して一対のマルチ側室内
熱交換器１４２、１４３と連結される。前記循環パイプ
１０１には各々電磁膨脹弁１３２、１３３が設けられ
る。また、一対のマルチ側室内熱交換器１４２、１４３
は一つに合わせられる循環パイプ１０２を介してマルチ
側４ウェイ弁１５２と連結され、このマルチ側４ウェイ
弁１５２はマルチ側圧縮機１１２と連結される。図面に
おいて、参照符号１６０はバイパスラインである。

【０００５】また、図２に示したように、前記室外機１
０には電源部１１、圧縮機駆動部１２、電磁膨脹弁駆動
部１３、室外ファン１５を駆動する室外ファン駆動部１
４、４ウェイ弁駆動部１６、これらの動作を制御するマ
イコン１７、室内機２０、３０、４０との通信のための
通信部１８及び室外温度センサー１９などが設けられ
る。

【０００６】そして、それぞれの室内機２０、３０、４
０には電源部２１、３１、４１、通信部２２、３２、４
２、マイコン２３、３３、４３、キー入力部２４、３
４、４４、室内ファン２６、３６、４６を駆動させる室
内ファン駆動部２５、３５、４５及び室内温度センサー
２９、３９、４９などが設けられる。

【０００７】このように構成された冷暖房兼用マルチ空
気調和機は独立側サイクルとマルチ側サイクルとに分か
れて作動されるところ、これを説明すれば次の通りであ
る。まず独立側サイクルは、熱交換媒体が圧縮機１１
１、４ウェイ弁１５１、室外熱交換機１２０の独立側循
環通路１２１、毛細管１３１、独立側室外熱交換器１４
１、４ウェイ弁１５１及び独立側圧縮機１１１に循環す
るサイクルをなしながら冷房運転が行われる。そして、
４ウェイ弁１５１の操作により熱交換媒体の循環方向が
逆方向になれば、暖房運転が行われる。

【０００８】一方、熱交換媒体がマルチ側圧縮機１１
２、マルチ側４ウェイ弁１５２、室外熱交換器１２０の
マルチ側循環通路１２２、電磁膨脹弁１３２、１３３、
マルチ側室内熱交換器１４２、１４３、マルチ側４ウェ
イ弁１５２及びマルチ側圧縮機１１２に循環するサイク
ルまたはその逆サイクルをなすマルチ側サイクルも前記
した独立側サイクルと同じ方式で冷暖房運転が行われ
る。

【０００９】但し、このマルチ側サイクルでは、一対の
マルチ側室内熱交換器１４２、１４３を通じ二カ所を同
時に冷暖房できる。この際、２室同時冷暖房運転時には
電磁膨脹弁１３２、１３３により熱交換媒体の流量が調
節される。そして、１室単独冷暖房運転時には未使用室
内側電磁膨脹弁（例えば１３３）が閉ることにより未使
用室内熱交換器１４３には熱交換媒体が循環されなくな
る。この場合において、１室冷房運転時にはバイパスラ
イン１６０が‘オン’しつつ一定量の熱交換媒体が室外
機自体で循環されることによって適量の熱交換媒体流量
が維持されるが、１室暖房運転時には別の室外側遮断弁
が存しないため、冷媒溜まり問題が生ずる。このような
室内側冷媒溜まり問題を解決するため、未使用室内側電
磁膨脹弁１３３を完全に閉じなく微細に開放して未使用
側室内熱交換器１４３に少量の熱交換媒体を流す。

【００１０】上記の通り１室暖房運転時に未使用側室内
熱交換器に少量の熱交換媒体を流すことによって、未使
用側室内熱交換器の温度が上昇するにつれ過負荷運転状
態になりうる。これを防止するため、図３に示した通
り、暖房運転が行われる間に（Ｓ１００）、室内熱交換
器の温度Ｔを検出して（Ｓ１０１）、この温度Ｔが１次
過負荷基準温度（通常５３℃）以上に上昇するようにな
れば（Ｓ１０２）、室外ファンをオフさせることにより
（Ｓ１０３）、室内熱交換器の温度降下を誘導する１次
過負荷防止運転を行わせる。

【００１１】一方、前述したような１次過負荷防止運転
によって室外ファンをオフさせるにもかかわらず、持続
的な温度上昇要因により室内熱交換器の温度がさらに上
昇して２次過負荷基準温度（通常６０℃）以上になれば
（Ｓ１０４）、圧縮機を‘オフ’させた後（Ｓ１０
５）、所定の遅延時間（約３分から４分ほど）をおいて
（Ｓ１０６）、再度‘オン’させる（Ｓ１０７）２次過
負荷防止運転を行わせる。これにより室内熱交換器は２
次過負荷基準温度以上にこれ以上上昇されず、従って前
記のような過負荷運転を防止できる。

【００１２】しかし、前述したような従来の暖房過負荷
時運転制御方法は、１室暖房運転中に、例えば図２にお
いて何れか一つの室内機３０が暖房運転中の状態で未使
用室内機４０を動作させれば、場合によって２次過負荷
防止運転が行われながら圧縮機１１２が停止することに
よって動作初期に冷風が出てくる問題がある。これを添
付した図４を参照して説明すれば次の通りである。

【００１３】マルチ側室内機３０、４０が全て動作中の
状態で、何れか一つの室内熱交換器（例えば第１室内熱
交換器）の温度が１次過負荷基準温度の５３℃以上と感
知されれば、室外ファンがオフされる１次過負荷防止運
転が行われることにより第１及び第２室内熱交換器の温
度が下降する。

【００１４】この際、他の室内機４０が‘オフ’され第
１室内機３０だけ作動するようになれば、マルチ空気調
和機の特性上未使用室内機４０の熱交換器に少量の熱交
換媒体が流れてその室内熱交換器の温度が上昇するよう
になるが、この室内熱交換器の温度は、場合によって２
次過負荷基準温度の６０℃以上に上昇する場合が生ずる
（図４のＡ区間参照）。しかし、この際は前記室内機４
０が‘オフ’状態なので２次過負荷防止運転を行わな
い。前述したような状態で、前記未使用室内機４０を作
動させれば、この室内機４０の熱交換器１４３の温度が
６０℃以上と感知されるため、直ちに２次過負荷防止運
転が行われ圧縮機１１２が止る。これに伴い図４の第１
及び第２室内熱交換器の温度変化線図から分かるよう
に、第１及び第２室内熱交換器の温度が、圧縮機が‘オ
フ’されている区間（図４においてＢ区間参照）で急激
に下降するようになるので、この区間、即ち圧縮機１１
２が停止している約３分から４分間、各室内機３０、４
０では冷風が吐出され、暖房効率を低下させる問題があ
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した問題
に鑑みて案出されたものであって、マルチ側室内機の運
転状態によって、例えば１室暖房運転状態で未使用側室
内機が作動される運転状態では２次過負荷防止運転を行
わないことにより、この場合において２次過負荷防止運
転が行われることによって動作初期に冷風が吐出される
ことを防止できる冷暖房兼用マルチ空気調和機の暖房過
負荷時運転制御方法を提供するところにその目的があ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前述した目的は、暖房運
転時室内機の温度を感知してこの温度が１次過負荷基準
温度以上に上昇すれば室外ファンを停止させる１次過負
荷防止運転段階と、前記温度が２次過負荷基準温度以上
に上昇すれば圧縮機を所定遅延時間停止させてから再度
‘オン’させる２次過負荷防止運転段階とを含む冷暖房
兼用マルチ空気調和機の暖房過負荷時運転制御方法にお
いて、前記２次過負荷防止運転段階は、マルチ側室内機
の１室運転状態で未使用側室内機が作動される運転条件
では、未使用側室内機の温度が２次過負荷基準温度以上
と感知され２次過負荷防止運転条件になってもこれを無
視して圧縮機を連続動作させることを特徴とする本発明
に係る冷暖房兼用マルチ空気調和機の暖房過負荷時運転
制御方法を提供することによって達成できる。

【００１７】これによれば、１室暖房運転状態で未使用
側室内機が作動される暖房運転条件で２次過負荷防止運
転条件になっても２次過負荷防止運転が行わないため、
このような場合にあたって、圧縮機が停止することによ
って生ずる冷風吐出を防止できる。従って、暖房効率の
低下を防止できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明の望ましい実施例を詳述する。図５に示したように、
本発明に係る冷暖房兼用マルチ空気調和機の暖房過負荷
時運転制御方法は、マルチ側室内機の暖房運転中（Ｓ２
００）その室内機の室内熱交換器の温度Ｔを検出して
（Ｓ２０１）、この温度Ｔが１次過負荷基準温度、即ち
５３℃以上と検出されれば、マイコンは過負荷運転だと
判断して（Ｓ２０２）、該当する室外ファンをオフ（Ｓ
２０３）させる１次過負荷防止運転を行う。

【００１９】そして、前記のような１次過負荷防止運転
を行うにもかかわらず、他の要因により運転されている
室内機の室内熱交換器の温度が継続的に上昇して前記温
度Ｔが２次過負荷基準温度、即ち６０℃以上と検出され
れば、マイコンは過負荷運転だと判断し（Ｓ２０４）、
圧縮機を‘オフ’させ（Ｓ２０６）、所定時間が経過し
た後に再度‘オン’させる（Ｓ２０８）２次過負荷防止
運転を行う。

【００２０】前述した暖房過負荷時運転制御方法の基本
的な過程は前述した従来の場合と同じである。しかし、
このような単純な暖房過負荷時運転制御方法によれば、
従来の技術で言及した通り、何れか一つの室内機（例え
ば３０）が暖房運転中の状態で未使用側室内機４０を動
作させる場合、従来の技術で言及した通りの理由により
未使用室内機４０の温度が上昇されるため、動作初期に
過負荷制御動作が行われることによって圧縮機が停止し
て冷風が吐出される。

【００２１】これを解消するため、本発明では室内機の
温度が２次過負荷基準温度６０℃以上と検出される時、
他の室内機が運転中であるかを判断、即ち何れか一つの
室内機３０が運転中の状態で未使用室内機４０が作動さ
れる室内機運転状態であるかを判断し（Ｓ２０５）、こ
のような室内機運転状態ならば、２次過負荷防止運転を
行わず、圧縮機を引き続き駆動させることによって（Ｓ
２１０）、このような場合において、２次過負荷防止運
転が行われ圧縮機が停止することによって生ずる冷風吐
出を防止できる。一方、上記の判断段階Ｓ２０５で他の
室内機が運転中でなければ、正常な２次過負荷防止運転
を行う（Ｓ２０６、Ｓ２０７、Ｓ２０８）。

【００２２】前述した本発明に係る冷暖房兼用マルチ空
気調和機の暖房過負荷時運転制御方法を図１、図２及び
図５を参照して具体的に説明すれば次の通りである。使
用者によりマルチ側室内機３０、４０のうち何れか一
つ、即ち室内機３０についてキー入力部３４を通した動
作信号が入力されれば、該当する室内機３０のマイコン
３３は室内ファン３６を‘オン’させると共に室外機１
０に駆動信号を出力する。この駆動信号は室内機３０の
通信部３２及び通信線を通じて室外機１０の通信部１８
に伝えられる。

【００２３】室外機１０のマイコン１７は前記通信部１
８を通じて伝えられる信号に応じて該当する室内機３０
の電動膨脹弁１３２を‘オン’させ熱交換媒体が該当室
内熱交換器１４２に循環されるようにすると共に４ウェ
イ弁１５２、圧縮機１１２及び室外ファン１５を‘オ
ン’させ暖房運転を行わせる。

【００２４】前述したような暖房運転を行う間に、室内
側では圧縮機１１２の過負荷を防止するため、室内熱交
換器１４２の温度を検出した後、この温度を１次過負荷
基準温度と比較し、この室内熱交換器１４２の温度が前
記１次過負荷基準温度以上ならば、室外ファン‘オフ’
信号を室外機１０に出力する。室外機マイコン１７は前
記室内機３０から出力された室外ファン‘オフ’信号に
応じて室外ファン１５を‘オフ’させ１次過負荷防止運
転を行わせる。

【００２５】また、図５に示されていないが、室内側で
は上記の通り１次過負荷防止運転によって室外ファン１
５を‘オフ’させることによって室内熱交換器１４２の
温度が下降して１次過負荷解除温度（５０℃）以下にな
れば、室外ファン‘オン’信号を室外機１０に出力す
る。すると、室外機１０のマイコン１７は前記室内機３
０から出力された室外ファン‘オン’信号に応じて室外
ファン１５を‘オン’させることによって１次過負荷防
止運転を解除して初期モードにリターンさせる。

【００２６】また、室内側では前記の通り１次過負荷防
止運転によって室外ファン１５が‘オフ’されることに
もかかわらず、室内熱交換器１４２の温度がさらに上昇
して２次過負荷基準温度以上になれば、上記の通り室外
ファン１５を‘オフ’させた状態で圧縮機１１２‘オ
フ’信号を室外機１０に出力した後、室外機１０から圧
縮機‘オン’信号が入力される時まで待機する。一方、
このような待機状態でも室内熱交換器１４２の温度を検
出して１次過負荷解除温度以下になれば、室外ファン
‘オン’信号を室外機１０に出力する。

【００２７】この際、室外機１０のマイコン１７は他の
室内機、即ち未使用室内機４０が運転中であるかを判断
する。この結果、他の室内機４０が運転中でなければ、
室外機１０のマイコン１７は前記室内機３０から出力さ
れた圧縮機‘オフ’信号に応じて圧縮機１１２を止め、
所定時間が経過した後に再駆動させる２次過負荷防止運
転を行わせる。しかし、他の室内機４０が運転中なら
ば、前記２次過負荷防止運転を無視して前記圧縮機１１
２を引き続き駆動させる。

【００２８】前述したような本発明に係る暖房過負荷時
運転制御方法の作用を図６のタイミングチャートを参照
して説明すれば次の通りである。示したように、マルチ
側室内機３０、４０が全て作動されている状態で少なく
とも何れか一つの室内熱交換器（例えば１４２）の温度
が５３℃に到達すれば、１次過負荷防止運転として室外
ファン１５を‘オフ’させるようになり、これに伴い通
常は室内熱交換器１４２の温度が下がる。

【００２９】この際、他の室内機４０が‘オフ’される
につれその室内ファン４６が‘オフ’されれば、該当室
内熱交換器１４３には少量の熱交換媒体が流れるように
なり、その室内熱交換器１４３の温度が上昇するように
なるが、場合によって６０℃以上に上昇する場合が発生
するようになる（Ａ区間参照）。この際、従来はこの室
内機４０が‘オン’される瞬間に前記室内熱交換器１４
３の温度が検出されるので、直ちに２次過負荷防止運転
を行うようになって圧縮機１１２が‘オフ’されるが、
本発明においては他の室内機４０が作動されているた
め、圧縮機１１２を‘オフ’させず引き続き動作させる
（Ｂ区間参照）。従って、このような場合において、圧
縮機１１２が止ることによって生ずる運転初期の冷風吐
出問題を解消できる。

【００３０】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば１室暖
房運転状態で未使用室内機が作動される暖房運転条件で
は、２次過負荷防止運転条件になってもこの２次過負荷
防止運転が行わないため、このような場合にあたって、
圧縮機が停止することによって生ずる運転初期の冷風吐
出を防止できる。従って、暖房効率が低下することを防
止できる。

【００３１】以上では本発明を特定の望ましい実施例に
ついて示しかつ説明したが、本発明は前記実施例に限ら
ず、請求範囲で請求する本発明の要旨を逸脱せず当該発
明の属する分野において通常の知識を持つ者ならば誰で
も多様な変形実施が可能であり、そのような変形は記載
された請求の範囲内にある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一般の冷暖房兼用マルチ空気調和機の冷凍サ
イクル図である。

【図２】 図１の制御ブロック図である。

【図３】 従来の冷暖房兼用マルチ空気調和機の暖房過
負荷時運転制御方法に対するフローチャートである。

【図４】 図３によるタイミングチャートである。

【図５】 本発明に係る冷暖房兼用マルチ空気調和機の
暖房過負荷時運転制御方法に対するフローチャートであ
る。

【図６】 図５によるタイミングチャートである。

【符号の説明】

１０ 室外機 １１ 電源部 １２ 圧縮機駆動部 １３ 電磁膨脹弁駆動部 １４ 室外ファン駆動部 １５ 室外ファン １６ ４ウェイ弁駆動部、 １７ マイコン、 １８ 通信部 １９ 室外温度センサー ２０、３０、４０ 室内機 ２１、３１、４１ 電源部 ２２、３２、４２ 通信部 ２３、３３、４３ マイコン ２４、３４、４４ キー入力部 ２５、３５、４５ 室内ファン駆動部 ２６、３６、４６ 室内ファン ２９、３９、４９ 室内温度センサー １２０ 室外熱交換器 １２１ 独立側循環通路 １２２ マルチ側循環通路 １４１、１４２、１４３ 室内熱交換器 １６０ バイパスライン

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 暖房運転時室内機の温度を感知し、この
   温度が１次過負荷基準温度以上に上昇すれば室外ファン
   を止める１次過負荷防止運転段階と、 前記温度が２次過負荷基準温度以上に上昇すれば圧縮機
   を所定遅延時間止めてから再び駆動させる２次過負荷防
   止運転段階とを含む冷暖房兼用マルチ空気調和機の暖房
   過負荷時運転制御方法において、 前記２次過負荷防止運転段階は、マルチ側室内機の１室
   運転状態で未使用室内機が作動される運転条件では、未
   使用側室内機の温度が２次過負荷基準温度以上と感知さ
   れ２次過負荷防止運転条件になってもこれを無視して圧
   縮機を引き続き動作させることを特徴とする冷暖房兼用
   マルチ空気調和機の暖房過負荷時運転制御方法。