JP3327158B2 - 多室形空気調和装置 - Google Patents

多室形空気調和装置

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JP3327158B2
JP3327158B2 JP02490397A JP2490397A JP3327158B2 JP 3327158 B2 JP3327158 B2 JP 3327158B2 JP 02490397 A JP02490397 A JP 02490397A JP 2490397 A JP2490397 A JP 2490397A JP 3327158 B2 JP3327158 B2 JP 3327158B2
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義和 西原
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Panasonic Holdings Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、１台の室外機に複
数台の室内機を接続し、圧縮機容量制御で能力を制御す
る多室形空気調和システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、１台の室外機に複数台の室内機を
接続した多室形空気調和システムにおいて、容量可変形
圧縮機を用い、室内機からの要求負荷に応じて、室外機
の圧縮機容量を可変制御するものが提案されている（例
えば特開平５−２４０５１９号公報）。
【０００３】以下、図面を参照しながら上記従来の多室
形空気調和システムについて説明する。
【０００４】図７は、従来例の多室形空気調和システム
の冷凍サイクル図である。同図において、室外機１０１
内にはインバータ駆動の周波数可変形圧縮機１０３（以
下単に圧縮機と称す）、室外熱交換器１０４、冷暖房切
換用の四方弁１０５が設けられ、また室内機１０２ａ、
１０２ｂ、１０２ｃ内にそれぞれ室内熱交換器１０６
ａ、１０６ｂ、１０６ｃが設けられている。そして、こ
の室外機１０１と室内機１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ
とは、室外機１０１内に設けた液側主管１０７より分岐
した液側分岐管１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ及び室外
機１０１内に設けたガス側主管１０９より分岐したガス
側分岐管１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃとで接続されて
いる。液側分岐管１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃにはそ
れぞれステッピングモータを用いて弁開度をパルス制御
可能として電動膨張弁１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを
介装している。また、各室内機１０２ａ、１０２ｂ、１
０２ｃには各室内機が設置されている部屋の室温を検出
する室内温度センサ１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃ及び
居住者が希望する運転モード（冷房または暖房）と室温
と運転、停止を設定できる運転設定回路１１８ａ、１１
８ｂ、１１８ｃが設けられている。
【０００５】この冷凍サイクルにおいて、圧縮機周波数
の制御方法について説明する。図８は、圧縮機周波数制
御の流れを示すブロック図、図９は室内温度Ｔrと設定
温度Ｔsとの差温ΔＴの温度ゾーン分割図である。
【０００６】まず、室内機１０２ａにおいて、室内温度
センサ１１７ａの出力を室内温度検出回路１２１より温
度信号として差温演算回路１２２に送出し、また設定判
別回路１２３にて運転設定回路１１８ａで設定された設
定温度及び運転モードを判別して差温演算回路１２２に
送出してここで差温ΔＴ（＝Ｔr−Ｔs）を算出し、図９
に示す負荷ナンバーＬｎ値に変換してこれを差温信号と
する。例えば冷房運転時でＴr＝２７．３℃、Ｔs＝２６
℃とすると、差温ΔＴ＝１．３℃でＬｎ＝６となる。ま
たＯＮ−ＯＦＦ判別回路１２４にて、運転設定回路１１
８ａで設定された室内機１０２ａの運転（ＯＮ）または
停止（ＯＦＦ）を判別し、さらに定格容量記憶回路１２
５に室内機１０２ａの定格容量を記憶しておき、これら
の定格容量信号、差温信号、運転モード信号、ＯＮ−Ｏ
ＦＦ判別信号を信号送出回路１２６より室外機１０１の
信号受信回路１２７へ送る。室内機１０２ｂ、１０２ｃ
からも同様の信号が信号受信回路１２７へ送られる。信
号受信回路１２７で受けた信号は圧縮機周波数演算回路
１２８へ送出される。
【０００７】圧縮機周波数演算回路１２８にて室内機１
０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのそれぞれの定格容量信
号、差温信号、運転モード信号、ＯＮ−ＯＦＦ判別信号
より下記（表１）に示す負荷定数テーブル１３０から負
荷定数を読みだし、この負荷定数の総和に定数を乗じて
圧縮機１０３の周波数を決定する。
【０００８】このように、各部屋の要求能力の総和に応
じて圧縮機周波数を制御する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記、従来の多室形空
気調和システムには以下のような課題があった。
【００１０】各室内機からの要求負荷に応じて、圧縮機
容量制御を１線形の簡易計算式で行う為に、全室での圧
縮機容量制御と１室運転の圧縮機容量制御の制御周波数
において、最適な圧縮機容量制御が出来ておらず、全室
運転付近を高周波数で制御すると、１室運転では、圧縮
機周波数が高すぎる運転となる。また１室運転に最適圧
縮機周波数を設定すると、全室運転では、圧縮機の低周
波数運転となり能力不足運転となってしまう。
【００１１】本発明の多室形空気調和システムは上記課
題に鑑み、全室運転とその他の運転状態で共に最高効率
であり、最適圧縮機周波数運転を実現できることを目的
としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の多室形空気調和システムは、容量可変形圧縮
機、室外熱交換器を有する１台の室外機と、室内熱交換
器を有する複数台の室内機とを、室外機に設けて主に冷
媒液が流れる液側主管を分岐した液側分岐管及び室外機
に設けて主に冷媒ガスが流れるガス側主管を分岐したガ
ス側分岐管を介して接続し、液側分岐管のそれぞれに電
気的に弁開度を制御可能とした電動膨張弁を介装して冷
凍サイクルを構成し、室内機のそれぞれに、室内温度を
設定可能な室内温度設定手段と室内温度を検出する室内
温度検出手段とを設け、この室内温度設定手段と室内温
度検出手段とから設定室内温度と室内温度との差温を算
出する差温演算手段を設け、さらに室内機のそれぞれの
定格容量を記憶する定格容量記憶手段及び前記室内機の
それぞれについて運転中か停止中かを判別するオンオフ
判別手段を設け、差温が取り得る温度範囲を複数個の温
度ゾーンに分割し、各温度ゾーン毎にかつ室内機の定格
容量毎に室内負荷に対応する負荷定数を定めて記憶する
負荷定数記憶手段を設け、差温演算手段、容量記憶手
段、オンオフ判別手段、負荷定数記憶手段より得られる
データを用いて、室内機の運転台数を認識する運転台数
認識手段を設け、運転台数に応じて所定周期毎に圧縮機
容量を算出し、この算出結果に基づいて、運転台数ごと
に負荷定数総和に対する圧縮機運転周波数の関係が設定
されている制御式に基づいて圧縮機の容量を制御する圧
縮機容量制御手段を設けたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明は、上記した構成によっ
て、室内機のそれぞれに、希望する室内温度を設定可能
な室内温度設定手段と室内温度を検出する室内温度検出
手段とを設け、この室内温度設定手段と室内温度検出手
段とから設定室内温度と室内温度との差温を算出する差
温演算手段を設け、さらに室内機のそれぞれの定格容量
を記憶する定格容量記憶手段及び室内機のそれぞれにつ
いて運転中か停止中かを判別するオンオフ判別手段を設
け、差温が取り得る温度範囲を複数個の温度ゾーンに分
割し、各温度ゾーン毎にかつ室内機の定格容量毎に室内
負荷に対応する負荷定数を定めて記憶する負荷定数記憶
手段を設け、差温演算手段、定格容量記憶手段、オンオ
フ判別手段、負荷定数記憶手段より得られるデータを用
いて、室内機の運転台数を認識し、運転台数に応じて、
圧縮機容量を算出する計算式を決定し、この算出結果に
基づいて容量可変形圧縮機の容量を制御する圧縮機容量
制御手段を設ける。このことにより、全室および各室運
転時の最適圧縮機容量制御が行え、室内負荷要求に合っ
た運転ができ、効率の良い圧縮機容量制御が行える。
【００１４】
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参考
に説明する。
【００１６】図１は、本発明の多室形空気調和システム
の第１の実施例における冷凍サイクル図である。なお、
本実施例においては１台の室外機１に３台の室内機２
ａ、２ｂ、２ｃを接続した場合について説明する。
【００１７】同図において、室外機１内にはインバータ
駆動の周波数可変形圧縮機３（以下単に圧縮機と称
す）、室外熱交換器４、冷暖房切換用の四方弁５が設け
られ、また室内機２ａ、２ｂ、２ｃ内にそれぞれ室内熱
交換器６ａ、６ｂ、６ｃが設けられている。そして、こ
の室外機１と室内機２ａ、２ｂ、２ｃとは、室外機１内
に設けた液側主管７より分岐した液側分岐管８ａ、８
ｂ、８ｃ及び室外機１内に設けたガス側主管９より分岐
したガス側分岐管１０ａ、１０ｂ、１０ｃとで接続され
ている。液側分岐管８ａ、８ｂ、８ｃにはそれぞれステ
ッピングモータを用いて弁開度をパルス制御可能とした
電動膨張弁１１ａ、１１ｂ、１１ｃを介装し、各室内機
２ａ、２ｂ、２ｃには各室内機が設置されている部屋の
室温を検出する室内温度センサ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ
及び居住者が希望する運転モード（冷房または暖房）と
室温と運転、停止を設定できる運転設定回路１８ａ、１
８ｂ、１８ｃが設けられている。
【００１８】次に、圧縮機周波数の制御方法について説
明する。図２は圧縮機周波数の制御の流れを示すブロッ
ク図、図３は室内温度Ｔrと設定温度Ｔsとの差温ΔＴの
温度ゾーン分割図である。
【００１９】まず、室内機２ａにおいて、室内温度セン
サ１７ａの出力を室内温度検出手段２１より温度信号と
して差温演算手段２２に送出し、また室内温度設定手段
２３にて運転設定回路１８ａで設定された設定温度及び
運転モードを判別して差温演算手段２２に送出してここ
で差温ΔＴ（＝Ｔr−Ｔs）を算出し、図３に示す負荷ナ
ンバーＬｎ値に変換してこれを差温信号とする。例えば
冷房運転時でＴr＝２７．３℃、Ｔs＝２６℃とすると、
差温ΔＴ＝１．３℃でＬｎ＝６となる。またＯＮ−ＯＦ
Ｆ判別手段２４にて、運転設定回路１８ａで設定された
室内機２ａの運転（ＯＮ）または停止（ＯＦＦ）を判別
し、さらに定格容量記憶手段２５に室内機２ａの定格容
量を記憶しておき、これらの定格容量信号、差温信号、
運転モード信号、ＯＮ−ＯＦＦ判別信号を信号送信手段
２６より室外機１の信号受信手段２７へ送る。室内機２
ｂ、２ｃからも同様の信号が信号受信手段２７へ送られ
る。信号受信手段２７で受けた信号は圧縮機容量制御手
段２８へ送信される。圧縮機容量制御手段２８にて室内
機２ａ、２ｂ、２ｃのそれぞれの定格容量信号、差温信
号、運転モード信号、ＯＮ−ＯＦＦ判別信号より下記
（表１）に示す負荷定数テーブル３０から負荷定数を読
みだし、この負荷定数の総和に定数を乗じて圧縮機３の
周波数を決定する。
【００２０】この時、この定数を運転台数に応じて、変
更する。
【００２１】
【表１】
【００２２】一例として、運転台数全室（２ａ、２ｂ、
２ｃ）、２室（２ａ、２ｂ）、１室（２ａ）運転時の室
内機２ａ、２ｂ、２ｃからの信号が下記（表２）の場合
について説明する。
【００２３】
【表２】
【００２４】全室運転は、（表２）より、室内機２ａ、
２ｂ、２ｃの負荷定数はそれぞれ１．５、１．０、１．
９となり、従って圧縮機３の周波数Ｈｚは、Ａを定数と
すると Ｈｚ＝Ａ×（１．５＋１．０＋１．９）＝Ａ×４．４ となり、この演算結果を周波数信号として圧縮機駆動回
路（図示せず）に送出して圧縮機３の周波数の制御を行
なう。以降、所定周期毎に室内機２ａ、２ｂ、２ｃのそ
れぞれの定格容量信号、差温信号、運転モード信号、Ｏ
Ｎ−ＯＦＦ判別信号より演算を行ない、演算結果を周波
数信号として圧縮機駆動回路（図示せず）に送出して圧
縮機３の周波数の制御を行なう。
【００２５】２室運転は、（表２）より、室内機２ａ、
２ｂ、２ｃの負荷定数はそれぞれ１．５、１．０、０と
なり、従って圧縮機３の周波数Ｈｚは、Ｂを定数とする
と Ｈｚ＝Ｂ×（１．５＋１．０＋０）＝Ｂ×２．５ となる。
【００２６】また１室運転は、（表２）より、室内機２
ａ、２ｂ、２ｃの負荷定数はそれぞれ１．５、０、０と
なり、従って圧縮機３の周波数Ｈｚは、Ｃを定数とする
と Ｈｚ＝Ｃ×（１．５＋０＋０）＝Ｃ×１．５ となる。
【００２７】これを図で示すと図４の運転されている負
荷定数の総和と圧縮機の周波数の関係図となる。
【００２８】上記説明は、主に冷房時について行なった
が、暖房時についても同様に制御可能である。
【００２９】このように、各部屋の要求能力の総和に応
じかつ運転台数に応じて圧縮機周波数を制御するため、
室内要求負荷に合った最適な圧縮機運転が出来る。従っ
て、冷凍サイクルを室内機の要求負荷に合わしてきめ細
かく最適に制御しながら、快適性の向上及び省エネルギ
ーを図ることができる。
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【発明の効果】上記実施例でも明かなように本発明は、
多室形空気調和システムにおいて、室内機のそれぞれ
に、希望する室内温度を設定可能な室内温度設定手段と
室内温度を検出する室内温度検出手段とを設け、この室
内温度設定手段と室内温度検出手段とから設定室内温度
と室内温度との差温を算出する差温算出手段を設け、さ
らに前記室内機のそれぞれの定格容量を記憶する定格容
量記憶手段及び室内機のそれぞれについて運転中か停止
中かを判別するオンオフ判別手段を設け、差温が取り得
る温度範囲を複数個の温度ゾーンに分割し、各温度ゾー
ン毎にかつ室内機の定格容量毎に室内負荷に対応する負
荷定数を定めて記憶する負荷定数記憶手段を設け、差温
算出手段、容量判別手段、オンオフ判別手段、負荷定数
記憶手段より得られるデータを用いて、運転台数を認識
し、運転台数に応じた圧縮機容量を算出し、この算出結
果に基づいて容量可変形圧縮機の容量を制御する圧縮機
容量制御手段を設けることで、各部屋の要求能力の総和
に応じかつ運転台数に応じて、圧縮機周波数を制御する
ため、室内要求負荷に合った最適な圧縮機運転が出来る
ことで冷凍サイクルを室内機の要求負荷に合わしてきめ
細かく最適に制御しながら、快適性の向上及び省エネル
ギーを図ることができる。
【００３７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多室空気調和システムの第１の実施例
における冷凍サイクル図
【図２】同実施例における圧縮機周波数の制御ブロック
図
【図３】（ａ）は差温ΔＴの冷房時の温度ゾーン分割図
（ｂ）は同暖房時の温度ゾーン分割図
【図４】本発明の第１の実施例における運転している室
内機負荷定数の総和と圧縮機容量（運転周波数）との関
係図
【図５】従来の多室空気調和システムの冷凍サイクル図
【図６】同従来例における圧縮機周波数の制御ブロック
図
【図７】同従来例における差温ΔＴの温度ゾーン分割図
【符号の説明】
１ 室外機２ａ、２ｂ、２ｃ 室内機 ３ 周波数可変形圧縮機 ４ 室外熱交換器 ５ 四方弁６ａ、６ｂ、６ｃ 室内熱交換器 ７ 液側主管８ａ、８ｂ、８ｃ 液側分岐管 ９ ガス側主管１０ａ、１０ｂ、１０ｃ ガス側分岐管 １１ａ、１１ｂ、１１ｃ 電動膨張弁 １４ 吸入管１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 室内温度センサ １８ａ、１８ｂ、１８ｃ 運転設定回路 ２１ 室内温度検出回路 ２２ 差温演算回路 ２３ 設定判別回路 ２４ ＯＮ−ＯＦＦ判別回路 ２５ 定格容量記憶回路 ２６ 信号送出回路 ２７ 信号受信回路 ２８ 圧縮機周波数演算回路 ３０ 負荷定数テーブル ３２ 運転台数認識手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−13841（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−257827（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−180052（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−14159（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−123474（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F24F 11/02 102

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 容量可変形圧縮機、室外熱交換器を有
    する１台の室外機と、 室内熱交換器を有する複数台の室内機とを、前記室外機
    に設けて主に冷媒液が流れる液側主管を分岐した液側分
    岐管及び前記室外機に設けて主に冷媒ガスが流れるガス
    側主管を分岐したガス側分岐管を介して接続し、前記液
    側分岐管のそれぞれに電気的に弁開度を制御可能とした
    電動膨張弁を介装して冷凍サイクルを構成し、前記室内機のそれぞれに室内温度及び運転モードを設定
    可能な室内温度設定手段と、室内温度を検出する室内温
    度検出手段と、前記室内温度設定手段と前記室内温度検
    出手段とからそれぞれ設定室内温度と室内温度を読み取
    りそれらの差温を算出すると共に室内温度設定手段から
    運転モードを読み取り運転モードごとに設定温度との差
    温に対して所定差温間隔ごとに設定された差温信号を生
    成する差温演算手段と、当該室内機の定格容量を記憶す
    る定格容量記憶手段と当該室内機が運転中か停止中かを
    判別してオンオフ信号を発生するオンオフ判別手段と、
    運転モード、差温信号、定格容量信号及びオンオフ信号
    を読み取り前記室外機に送信する信号送信手段を設け、 一方、前記室外機には、接続された各室内機の前記信号
    送信手段より運転モード、差温信号、定格容量信号及び
    オンオフ信号を受信する信号受信手段と、この信号受信
    手段よりオンオフ信号を受信して室内機の運転台数を認
    識する運転台数認識手段と、室内機の定格容量毎、運転
    モード毎に室内負荷に対応して定められて入る負荷定数
    を記憶している負荷定数テーブルと、前記信号受信手段
    より受信した運転モード、差温信号、定格容量信号に基
    づき前記負荷定数テーブルを参照して各室内機に応じた
    負荷定数を設定するとともにそれらの負荷定数の総和に
    基づいて前記室内機の運転台数毎に予め設定されたに制
    御式に基づいて圧縮機の運転容量を決定する圧縮機容量
    制御手段を設けたことを特徴とする多室形空気調和装
    置。
JP02490397A 1997-02-07 1997-02-07 多室形空気調和装置 Expired - Fee Related JP3327158B2 (ja)

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