JP3834905B2 - Multi-room air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数台の圧縮機を搭載した多室型空気調和機に関するものであり、詳しくはその室外ユニットの能力制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図7は、特開昭63−295880号公報に記載された従来の多室型空気調和機のシステム構成図であり、1は能力の小さい極数変換可能な第1圧縮機であり、能力は4HPと2HPの制御が可能である。2は能力の大きい極数変換可能な第2圧縮機であり、能力は6HPと3HPの制御が可能である。
【0003】
3a,3bは第1圧縮機1または第2圧縮機2の内、片方が運転し他方が停止していた場合に、停止側の圧縮機への冷媒寝込み防止用逆止弁、4は室外側熱交換器、5はアキュムレータ6は第1圧縮機1と第2圧縮機2内の冷凍機油のレベルを同一にする均油管であり、これらは室外ユニット7に収納されている。8a,8b,8c,8dはユニットで、それぞれ全閉機能を備えた室内側減圧装置9a,9b,9c,9dと室内側熱交換器10a,10b,10c,10dを有している。
【0004】
ここで室内ユニット8a,8cは能力が3HPであり、室内ユニット8b,8dは能力が2HPである。
また、この室内ユニット8a,8b,8c,8dと室外ユニット7はガス側主配管11と液側主配管12およびガス側主配管11より分岐したガス側支管11a,11b,11c,11dと液側支管12a,12b,12c,12dによって連通されている。
【0005】
次に従来の多室型空気調和機について、以下動作を説明する。
第1圧縮機1および第2圧縮機より吐出された冷媒は逆止弁3a,3bを通って室外側熱交換器4に送られ凝縮液化し、液側主配管12、液側支管12a,12b,12c,12dを通って室内ユニット8a,8b,8c,8dに送られる。ここで室内側減圧装置9a,9b,9c,9dで減圧され、室内側熱交換器10a,10b,10c,10dで蒸発し、冷房に寄与してガス化され、ガス側支管11a,11b,11c,11d、およびガス側主配管11を通って室外ユニット7に送られ、アキュムレータ5から第1圧縮機1および第2圧縮機に帰還し循環する。
【0006】
ここで、たとえば室内ユニット8a,8b,8c,8dが4台運転中、3HPの容量である室内ユニット8aが運転を停止した場合には、室内運転容量は70%となり、6HPの能力を持つ第2圧縮機2の極数を2極から4極として第2圧縮機2の能力を半減することにより、室外ユニット7の能力は7HP(70%)となり、室内運転容量に見合った室外ユニット能力を出力することができる。
【0007】
この従来の多室型空気調和機によれば、それぞれ2極4極変換可能な第1圧縮機1と第2圧縮機2の能力比を2対3(2極時4HP対6HP、4極時2HP対3HP)にすることにより、能力が8段階に制御可能となり、複数の異馬力室内ユニットを個別に運転し、運転容量が変化しても室外ユニットの能力を室内ユニットの運転容量に簡単に合わすことができるので、システム構成が簡素化され効率のよい運転が実現できるものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の多室型空気調和機では、極変圧縮機を用いた段階制御となっているため、圧縮機の運転台数の変更と共に、極数の変更を行う必要があり、切り換えの回数が増加して制御が複雑になっていた。
【0009】
また、第1圧縮機1と第2圧縮機2の能力比を2対3とし、かつそれぞれの圧縮機を2極4極変換可能として、それぞれを組み合わせる運転をすることにより能力の段階制御(2HP〜10HPすなわち20%,30%,40%,・・・,100%運転)を可能とするものであるが、これらの段階の中間の能力が必要な場合、たとえば3.5HPの室内ユニットを運転する場合には35%の能力制御が必要となるが、ここにおいては10%ごとの段階制御であるため、第1圧縮機1を停止し、第2圧縮機2を4極で運転する3HP(30%)運転では、3.5HPの室外ユニットの能力を満たすことができず能力不足となり、また第1圧縮機1を2極で運転し、第2圧縮機2を停止する4HP(40%)運転では、能力が過剰となるため減圧装置で過度に減圧して能力低下させる必要があり、運転効率が低下する問題点があった。
【0010】
本発明は従来の課題を解決するものであり、簡単な構成および制御によって、負荷の大小にかかわらず負荷に見合った能力制御が可能となり、広い負荷範囲で能力の過不足の起こることのない高効率な運転のできる多室型空気調和機を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は、大容量一定速圧縮機と小容量一定速圧縮機を備え、室内機の総負荷と大容量一定速圧縮機の能力に相当する高負荷側設定値、小容量一定速圧縮機の能力に相当する低負荷側設定値を比較し、その比較結果に応じて大容量および小容量一定速圧縮機の運転/停止をさせることにより、あらゆる負荷の状況でも、簡単な制御で広範囲の能力制御が可能となり、高効率な運転が可能となる。
【0012】
また、総負荷が低負荷側設定値より小さく、総負荷と低負荷側設定値との差が大きい場合には、吐出系統と吸入系統を接続するバイパス弁を開方向に動作させることにより、吐出ガスの吸入系統へのバイパス量を調整することにより、負荷が小さい場合にもきめ細かい能力制御が可能となる。さらにまた、総負荷と設定値との差に応じてバイパス量を調整することにより広範囲での能力制御を可能とし、また、バイパス量の過剰な場合には圧縮機台数制御に切り換えるようにしたので、バイパス量増加による効率の低下を防止しながら、高効率な運転を行うことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明は、大容量一定速圧縮機、小容量一定速圧縮機、四方弁、室外側熱交換器、室外側絞り装置からなる室外機と、室内側交換器、室内側絞り装置からなる複数の室内機を接続して冷媒回路を構成し、前記大容量一定速圧縮機の運転能力に略相当する負荷を高負荷側設定値とし、前記小容量一定速圧縮機の運転能力に略相当する負荷を低負荷側設定値とし、前記複数の室内機の総負荷を検知する総負荷検知手段と、前記総負荷と前記高負荷側設定値と前記低負荷側設定値を比較する負荷比較手段と、前記負荷比較手段により比較された結果に基づき前記総負荷が、前記高負荷側設定値より大きい場合は、前記小容量一定速圧縮機が発停し、かつ前記大容量一定速圧縮機が連続運転し、また、前記総負荷が前記高負荷側設定値と前記低負荷側設定値の中間の場合は、前記小容量一定速圧縮機と前記大容量一定速圧縮機が交互に発停し、また、前記総負荷が停負荷側設定値より小さい場合は、前記大容量一定速圧縮機が停止し、前記小容量一定速圧縮機が発停する複数圧縮機発停制御手段を設けるものである。
【0014】
また、前記大容量一定速圧縮機および前記小容量一定速圧縮機の吐出系統と吸入系統を接続するバイパス弁を有するバイパス管を設け、総負荷が低負荷側設定値より小さい場合に小容量一定速圧縮機が連続運転し、かつ大容量一定速圧縮機が停止し、前記総負荷と低負荷側設定値との差に応じて前記バイパス弁を開閉するシステム能力制御手段を設けるものである。
【0015】
また、前記総負荷が高負荷側設定値より大きい場合は小容量一定速圧縮機および大容量一定速圧縮機圧縮機が連続運転し、かつ総負荷と高負荷側設定値との差に応じて前記バイパス弁を開閉し、また前記総負荷が高負荷側設定値と低負荷側設定値の間の場合には、小容量一定速圧縮機は停止し、大容量一定速圧縮機が連続運転し、かつ総負荷と高負荷側設定値との差に応じて前記バイパス弁を開閉し、また前記総負荷が低負荷側設定値より小さい場合は小容量一定速圧縮機が連続運転し、大容量一定速圧縮機は停止し、かつ総負荷と高負荷側設定値との差に応じて前記バイパス弁を開閉するシステム能力手段を設けるものである。
【0016】
また、前記総負荷が高負荷側設定値より大きい場合は小容量一定速圧縮機および大容量一定速圧縮機が連続運転し、かつ総負荷と高負荷側設定値との差に応じて前記バイパス弁を開閉し、総負荷と高負荷側設定値との差が所定値以上になった場合には、バイパス弁を閉止し、小容量一定速圧縮機が発停かつ大容量一定速圧縮機が連続運転し、また前記総負荷が高負荷側設定値と低負荷側設定値の間の場合には、小容量一定速圧縮機は停止し、大容量一定速圧縮機が連続運転し、かつ総負荷と高負荷側設定値との差に応じて前記バイパス弁を開閉し、総負荷と高負荷側設定値との差が所定値以上になった場合には、バイパス弁を閉止し、小容量一定速圧縮機と大容量一定速圧縮機が交互に発停し、さらに、前記総負荷が低負荷側設定値より小さい場合は小容量一定速圧縮機が連続運転し、かつ大容量一定速圧縮機は停止し、かつ総負荷と高負荷側設定値との差に応じて前記バイパス弁を開閉するシステム能力制御手段を設けるものである。
【0017】
また、総負荷が低負荷側設定値より小さい場合は、大容量一定速圧縮機が停止し、小容量一定速圧縮機が連続運転し、かつ総負荷と低負荷側設定値との差に応じてバイパス弁を開閉動作し、かつ総負荷が所定値よりも小さい場合は、大容量一定速圧縮機が停止し、小容量一定速圧縮機が発停するシステム能力制御手段を設けたものである。
【0018】
また、総負荷が高負荷側設定値と低負荷側設定値の中間の場合で、小容量一定速圧縮機と大容量一定速圧縮機が交互に発停するときは、小容量一定速圧縮機の運転開始と大容量一定速圧縮機の運転停止とが略同時であり、また小容量一定速圧縮機の運転停止と大容量一定速圧縮機の運転開始とが略同時であるようにするものである。
【0019】
また、総負荷が高負荷側設定値と停負荷側設定値の中間の場合で、小容量一定速圧縮機と大容量一定速圧縮機が交互に発停するときは、総負荷に応じて小容量一定速圧縮機の運転時間と大容量一定速圧縮機の運転時間の比率を制御するものである。
【0020】
本発明は上記のような構成をもつことにより、室内機の総負荷を検出し、あらかじめ設定してある高負荷設定値と停負荷設定値と総負荷とを比較して、総負荷が高負荷側設定値より大きい場合は、大容量一定速圧縮機を連続運転させ、かつ小容量一定速圧縮機は総負荷の大小により運転または停止を制御することにより、比較的大きな負荷の場合にそれに見合った能力の運転が可能となる。また、前記総負荷が高負荷側設定値と低負荷側設定値の間の場合には、小容量一定速圧縮機と大容量一定速圧縮機を交互に発停させ、各圧縮機の発停を制御することにより中程度の負荷の場合に、それに見合った能力の運転が可能となる。また、総負荷が停負荷側設定値より小さい場合には、大容量一定速圧縮機は停止させ、小容量一定速圧縮機は総負荷の大小により運転または停止を制御することにより比較的小さな負荷の場合にそれに見合った能力の運転が可能となり、圧縮機の簡単な運転台数制御で広範囲の負荷状況において連続した能力制御が可能となり、能力の過不足は起こることなく、常に高効率な運転が可能となる。また、吐出系統と吸入系統を接続するバイパス弁を有するバイパス管を設け、総負荷と低負荷側設定値との差が大きい場合には前記バイパス弁を開方向に動作させることにより、総負荷が低負荷側設定値より小さい場合に、大容量一定速圧縮機を停止、小容量一定速圧縮機を連続運転させ、吐出ガスの吸入系統へのバイパス量を調整することにより、冷凍サイクルの冷媒循環量を減少させて、負荷が小さい場合にもきめ細かい能力制御が可能となる。
【0021】
また、総負荷が高負荷側設定値より大きい場合は小容量一定速圧縮機および大容量一定速圧縮機を連続運転さら、また、総負荷と高負荷側設定値との差が大きい場合には前記バイパスを開方向に動作させ、吐出ガスの吸入系統へのバイパス量を調整することにより、冷凍サイクルの冷媒循環量を減少させてきめ細かい能力制御を可能とし、差が一定値以上になった場合には小容量一定速圧縮機を発停させ、大容量一定速圧縮機を連続運転させることにより、大きな負荷変動に対しても追従できる能力制御が可能となる。また、総負荷が所定値よりも小さい場合は、大容量一定速圧縮機が停止し、小容量一定速圧縮機が発停するシステム能力制御手段を設けることにより、バイパスでは制御できなかいような小さい負荷においても、確実に能力制御でき、また、バイパス量の増加に伴う効率の低下も起こることがない。
【0022】
また、小容量一定速圧縮機と大容量一定速圧縮機の交互運転の場合、小容量一定速圧縮機の運転/停止と大容量一定速圧縮機の停止/運転とを略同時にすることにより、圧縮機の切換時に大きく圧力変動などを起こすことがなく、したがって、起動停止にともなう能力や入力のロスがなくなるものである。
【0023】
また、総負荷が高負荷側設定値と停負荷側設定値の中間の場合は、小容量一定速圧縮機と大容量一定速圧縮機が交互に発停し、かつ総負荷に応じて小容量一定速圧縮機の運転時間と大容量一定速圧縮機の運転時間の比率を制御することにより、略小容量一定速圧縮機から大容量一定速圧縮機の能力相当の負荷に対して、連続的でしかもきめ細かい能力制御が可能となる。
【0024】
【実施例】
以下、本発明による多室型空気調和機の一実施例を図に基づいて説明する。
【0025】
(実施例1)
図1は本発明の実施例1による多室型空気調和機のシステム構成図であり、20は能力の小さい小容量一定速圧縮機であり、能力は4HPである。21は能力の大きい大容量一定速圧縮機であり、能力は6HPである。
【0026】
22a,22bは小容量一定速圧縮機20または大容量一定速圧縮機21の内、片方が運転し他方が停止していた場合に、停止側の圧縮機への冷媒寝込み防止用逆止弁、23は四方弁、24は室外側熱交換器、25はアキュムレータ、26は小容量一定速圧縮機20と大容量一定速圧縮機21内の冷凍機油のレベルを同一にする均油管、27は室外側膨脹弁(室外側絞り装置)であり、これらは室外ユニット(室外機)28に収納されている。
【0027】
29a,29b,29c,29dは室内側ユニット(室内機)で、それぞれ全閉機能を備えた室内側膨脹弁(室内側絞り装置)30a,30b,30c,30dと室内側熱交換器31a,31b,31c,31dを有している。また、この室内ユニット29a,29b,29c,29dと室外ユニット28はガス側主配管32と液側主配管33およびガス側主配管32より分岐したガス支管32a,32b,32c,32dと液側支管33a,33b,33c,33dによって連通されている。
【0028】
また、34a,34b,34c,34dは各室内ユニット29a,29b,29c,29dの室温を計測する室温センサーであり、その出力は総負荷検知手段35に送られる。ここでは、運転中の室内ユニットの総負荷を検知し算出することができる。また、36は総負荷検知手段35で計算された総負荷と、あらかじめ設定してある高負荷側設定値および低負荷側設定値とを比較する負荷比較手段である。そして、37は負荷比較手段36の比較結果に基づき、小容量一定速圧縮機20および大容量一定速圧縮機21の運転、停止を制御する複数圧縮機発停制御手段である。
【0029】
次にこの多室型空気調和機について、ここでは冷房運転時を例に動作を説明する。
【0030】
小容量一定速圧縮機20および大容量一定速圧縮機21より吐出された冷媒は逆止弁22a,22b、逆止弁23を通って室外側熱交換器24に送られ凝縮液化し、室外側膨脹弁27および液側主配管33、液側支管33a,33b,33c,33dを通って室内ユニット29a,29b,29c,29dに送られる。さらに室内側膨脹弁30a,30b,30c,30dで減圧され、室内側熱交換器31a、31b、31c、31dで蒸発し、冷房に寄与してガス化され、ガス側支管32a,32b,32c,32d、およびガス側主配管32を通って室外ユニット28に送られ、四方弁23、アキュムレータ25を通り、小容量一定速圧縮機20および大容量一定速圧縮機21に帰還し循環する。
【0031】
一方、各室内ユニット29a,29b,29c,29dの室温が室温センサー34a,34b,34c,34dで計測され、各室温の値は総負荷を検知する総負荷検知手段25に送られる。ここでは、あらかじめ設定してある各室内ユニットの目標設定温度と室温との差および運転中の室内ユニットの容量(HP数)から式(1)の演算を行い、総負荷を算出する。
【0032】
総負荷=Σ運転室内機のHP数×(室温−目標設定温度) 式(1)
さらに、大容量一定速圧縮機21の運転能力に相当する負荷(6HP相当)を高負荷側設定値とし、小容量一定速圧縮機20の運転能力に相当する負荷(4HP相当)を低負荷側設定値として定める。そして総負荷検知手段35で計算された総負荷と、設定した高負荷側設定値および低負荷側設定値との比較結果に基づき、小容量一定速圧縮機20および大容量一定速圧縮機21の運転、停止を制御する。これを図2に示す運転制御フローチャートで説明する。
【0033】
総負荷検知手段35で検知された総負荷と高負荷側設定値との大小を判定し(40)、大の場合は大容量一定速圧縮機21(6HP)を連続運転させ小容量一定速圧縮機20(4HP)は総負荷の値の大小や適正な圧力範囲になるように運転/停止を制御する(41)。こうすることにより、6HP〜10HPの範囲の負荷に対応できる制御となる。
【0034】
また、総負荷が高負荷側設定値より小の場合は、総負荷と低負荷側設定値と大小を判定し(42)、大の場合には大容量一定速圧縮機21と小容量一定速圧縮機20を、総負荷の値の大小や適正な圧力範囲になるように交互に運転させることにより、4HP〜6HPの範囲の負荷に対応した制御が可能となる(43)。
【0035】
すなわち、ここでは小容量一定速圧縮機20と大容量一定速圧縮機21の運転時間の比率を制御することにより、4HP〜6HPの連続したきめ細かい能力制御が可能となるものである。
【0036】
さらに、総負荷が低負荷側設定値より小の場合には大容量一定速圧縮機21を停止し、小容量一定速圧縮機20を、総負荷の値の大小や適正な圧力範囲になるように運転/停止を制御することにより、0HP〜4HPの範囲の負荷に対応した能力制御か可能となる(44)。
【0037】
一方、小容量一定速圧縮機20と大容量一定速圧縮機21の交互運転の場合、小容量一定速圧縮機20の運転開始時と大容量一定速圧縮機21の運転停止時とほぼ同時にすれば、圧縮機の切換時の大きな圧力変動を起こすことがないため、冷凍サイクルの圧力がほぼ保たれるので、小容量一定速圧縮機20の起動によって引き起こされる能力や入力のロスがなくなるものである。
【0038】
以上のように、容量の異なる2台の一定速圧縮機の簡単な運転台数制御により、広い範囲での負荷に対応した(ここでは0HP〜10HP)運転が可能となり、能力の過不足が起こることなく常に高効率なサイクルで運転できるものである。特に、本実施例では4HP〜6HPの範囲においては、小容量一定速圧縮機20と大容量一定速圧縮機21を負荷に応じて交互に運転することにより、ほぼ連続したきめ細かい能力制御が可能であり、負荷変動に常に対応した高効率な運転が実現できるものである。
【0039】
なお、本実施例では小容量一定速圧縮機20を4HP、大容量一定速圧縮機21を6HPとして説明したが、これにこだわるものではなく、どのような容量の組み合わせも本発明に含まれるものである。
【0040】
さらに、本実施例では総負荷検知手段35での総負荷を式(1)で示すものとして説明したが、運転機のHP数のみとして算出する負荷や外気温と室内との差などから算出できる負荷などとしても同様であり、これらは本発明に含まれるものである。
【0041】
(実施例2)
図3は本発明の実施例2の多室型空気調和機のシステム構成図であり、図1と同様の構成で同様の機能を有するものについては同一の番号を記してあり、説明は省略する。
【0042】
ここでは、逆止弁22a,22bと四方弁23の間の吐出管50とアキュムレータ25と四方弁23の間の吸入管51をバイパス弁52を介して接続している。また、負荷比較手段36の比較結果に基づき、小容量一定速圧縮機20および大容量一定速圧縮機21の運転、停止を制御すると共にバイパス弁52の開度を制御するシステム能力制御手段53を設けている。
【0043】
ここでは、総負荷検知手段35で計算された総負荷と、あらかじめ設定してある高負荷側設定値および低負荷側設定値との比較結果に基づき、小容量一定速圧縮機20および大容量一定速圧縮機21の運転、停止およびバイパス弁52の開度を制御するが、これを図4に示す運転制御フローチャートで説明する。ここにおいても図2と同様のフローを示すものについては同様の番号を記してあり、説明は省略する。
【0044】
総負荷検知手段35で検知された総負荷が高負荷側設定値より小の場合は、総負荷と低負荷側設定値との大小を判定し(42)、総負荷が低負荷側設定値より小の場合には大容量一定速圧縮機21を停止し、小容量一定速圧縮機20を連続運転させる(53)。さらに、総負荷の値の大小を判定し(54)、総負荷が増加する場合にはバイパス弁52を開方向に動作させ(55)、総負荷が減少する場合にはバイパス弁52を開方向に動作させる(56)。こうすることにより、負荷が減少してきた場合には、小容量一定速圧縮機20の吐出ガスを吐出管50からバイパス弁52を介して吸入管51へとバイパスさせて冷凍サイクルへの冷媒循環量を下げて能力を減少させることができる。
【0045】
すなわち、総負荷が低負荷側設定値より小さい場合には、小容量一定速圧縮機の運転/停止ではなく、バイパス弁52の開度制御による連続した、きめ細かい能力制御ができるので、圧縮機の運転/停止にともなう大きな能力変動が起こることなく安定した運転ができる。
【0046】
一方、総負荷の値の大小を判定して(54)、それが所定値よりも小さい場合は、大容量一定速圧縮機を停止し、小容量一定速圧縮機のみで総負荷の値の大小や適正な圧力範囲になるように発停するようにすれば、バイパスでは制御できないような小さい負荷においても、確実に能力制御でき、また、バイパス量の増加に伴う効率の低下も起こることがない。
【0047】
(実施例3)
図5は本発明の実施例3による多室型空気調和機の運転制御フローチャートを示す。また、ここで示すシステム構成図は図3と同様であり、説明は省略し、各圧縮機の制御およびバイパス弁52の制御について説明する。
【0048】
総負荷検知手段35で検知された総負荷と高負荷側設定値と大小を判定し(60)、大の場合は大容量一定速圧縮機21(6HP)および小容量一定速圧縮機20(4HP)を連続運転させる(61)。さらに、総負荷の値の大小を判定し(62)、総負荷が増加する場合にはバイパス弁52を閉方向に動作させ(63)、総負荷が減少する場合にバイパス弁52をを開方向に動作させる(64)。こうすることにより、バイパス弁バイパス52による能力制御が付加され、小容量一定速圧縮機20と大容量一定速圧縮機21の同時運転では能力がやや過剰な運転条件などの場合に、特に適した能力制御が可能となる。
【0049】
次に、総負荷が高負荷側設定値より小の場合は、総負荷と低負荷側設定値と大小を判定し(65)、大の場合には大容量一定速圧縮機21が連続運転し、小容量一定速圧縮機20を停止させる(66)。
【0050】
さらに、総負荷の値の大小を判定し(67)、総負荷が増加する場合にはバイパス弁52を閉方向に動作させ(68)、総負荷が減少する場合にはバイパス弁52開方向に動作させる(69)。
【0051】
ここにおいても、バイパス弁52による能力制御が付加されるので、大容量一定速圧縮機21のみの運転では能力がやや過剰な運転条件などの場合に、特に適した能力制御が可能となる。
【0052】
次に、総負荷が低負荷側設定値より小の場合には大容量一定速圧縮機21を停止し、小容量一定速圧縮機20を連続運転させる(70)。さらに、総負荷の値の大小を判定し(71)、総負荷が増加する場合にはバイパス弁52を閉方向に動作させ(72)、総負荷が減少する場合にはバイパス弁52を開方向に動作させる(73)。こうすることにより、総負荷が低負荷側設定値より小さい場合にも、小容量一定速圧縮機の運転/停止ではなく、バイパス弁52の開度を制御して能力制御することにより、小さい負荷の場合にもきめ細かい能力制御ができるので、より広い範囲で負荷に対応した運転ができるものである。
【0053】
以上のように、各圧縮機の運転台数制御に加え、バイパス弁52による能力制御を付加したので0HP〜10HPまでの広い範囲で、きめ細かな能力制御が可能となるものである。
【0054】
(実施例4)
図6は本発明の実施例4による多室型空気調和機の運転制御フローチャートを示す。また、ここで示すシステム構成図は図3と同様であり、説明は省略し、各圧縮機の制御およびバイパス弁52の制御について説明する。
【0055】
総負荷検知手段35で検知された総負荷と高負荷側設定値との大小を判定し(60)、大の場合は大容量一定速圧縮機21(6HP)および小容量一定速圧縮機20(4HP)を連続運転させる(61)。さらに、総負荷の値の大小を判定し(62)、総負荷が増加する場合にはバイパス弁52を閉方向に動作させ(63)、総負荷が減少する場合にはバイパス弁52を開方向に動作させる(64)。ここで、総負荷と高負荷側設定値との差を比較し(80)、その差が一定値以上の場合には、引き続き大容量一定速圧縮機21(6HP)および小容量一定速圧縮機20(4HP)を連続運転させ、バイパス弁52を動作させる。一方、総負荷と高負荷側設定値との差が一定値以下の場合には、大容量一定速圧縮機を連続運転させ、小容量一定速圧縮機20を総負荷の値の大小や適正な圧力範囲になるように運転/停止を制御する(66)。こうすることにより、6HP〜10HPの範囲の負荷に対応できる制御てなるばかりでなく、バイパス弁52による能力制御が付加されるので、小容量一定速圧縮機20と大容量一定速圧縮機21の同時運転では能力がやや過剰な運転条件などの場合に、特に適した能力制御が可能となり、さらに、バイパス弁52用いる負荷範囲を設定して、バイパス量が多くなる場合には圧縮機の台数制御に切り替えるようにしたので、バイパス量が過剰となって起こる効率の低下を防ぐことができ、常に負荷に対応した最適なサイクルで運転することが可能となる。
【0056】
次に、総負荷が高負荷側設定値より小の場合は、総負荷と低負荷側設定値と大小を判定し(65)、大の場合には大容量一定速圧縮機21が連続運転し、小容量一定速圧縮機20を停止させる(66)。
【0057】
さらに、総負荷の値の大小を判定し(67)、総負荷が増加する場合にはバイパス弁52を閉方向に動作させ(68)、総負荷が減少する場合にはバイパス弁52を開方向に動作させる(69)。ここで、総負荷と高負荷側設定値との差を比較し(82)、一定値以上の場合には、引き続き大容量一定速圧縮機21(6HP)のみを連続運転させ、バイパス弁52を動作させる。一方、総負荷と高負荷側設定値との差が一定値以下の場合には、大容量一定速圧縮機21と小容量一定速圧縮機20を総負荷の値の大小や適正な圧力範囲になるように交互に運転させる(83)。
【0058】
こうすることにより、先と同じように、4HP〜6HPの範囲の負荷に対応できる制御となるばかりでなく、バイパス弁52による能力制御が付加されるので、大容量一定速圧縮機21のみの運転では能力がやや過剰な運転条件などの場合に、特に適した能力制御が可能となり、さらに、バイパス弁52を用いる負荷範囲を設定して、バイパス量が多くなる場合には圧縮機の台数制御に切り替えるようにしたので、バイパス量が過剰となって起こる効率の低下を防ぐことができ、常に負荷に対応した最適な圧縮機台数およびサイクルで運転することが可能となる。
【0059】
次に、総負荷が低負荷側設定値より小の場合には大容量一定速圧縮機21を停止し、小容量一定速圧縮機20を連続運転させる(70)。さらに、総負荷の値の大小を判定し(71)、総負荷が増加する場合にはバイパス弁52を閉方向に動作させ(72)、総負荷が減少する場合にはバイパス弁52を開方向に動作させる(73)。こうすることにより、総負荷が低負荷側設定値より小さい場合にも、小容量一定速圧縮機の運転/停止ではなく、バイパス弁52の開度を制御して能力制御することにより、小さい負荷の場合にもきめ細かい能力制御ができるので、より広い範囲で負荷に対した運転ができるものである。
【0060】
以上のように、各圧縮機の運転台数制御に加え、バイパス弁52による能力制御を付加したので0HP〜10HPまでの広い範囲でのきめ細かな能力制御が可能となり、また、バイパス量の過剰な場合には圧縮機台数制御に切り換えるようにしたので、バイパス量増加による効率の低下を防止しながら、常に高効率な圧縮機台数で運転することができるものである。
【0061】
【発明の効果】
以上のように、本発明による多室型空気調和機では、室内機の総負荷と高負荷側設定値、低負荷側設定値を比較し、その比較結果に応じて大容量一定速圧縮機及び小容量一定速圧縮機の運転/停止をさせることにより、簡単な運転台数制御で負荷変動に対応した運転ができ、あらゆる負荷の状況でも連続した能力制御が可能となり、能力の過不足は起こることなく、常に高効率な運転が可能となる。
【0062】
また、吐出系統と吸入系統を接続するバイパス弁を有するバイパス管を設け、総負荷が低負荷側設定値より小さく、総負荷と低負荷側設定値との差が大きい場合には前記バイパス弁を開方向に動作させることにより、総負荷が低負荷側設定値より小さい場合に、吐出ガスの吸入系統へバイパス量を調整することにより、冷凍サイクルの冷媒循環量を減少させて、負荷が小さい場合にもきめ細かい能力制御が可能となる。
【0063】
さらにまた、総負荷が高負荷側設定値より大きい場合においても、吐出ガスの吸入系統へのバイパス量を調整することにより、冷凍サイクルの冷媒循環量を減少させてきめ細かい能力制御を可能とし、また、バイパス量の過剰な場合には圧縮機台数制御に切り換えるようにしたので、バイパス量増加による効率の低下を防止しながら、常に高効率な圧縮機台数で運転することができるなど多大な効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1による多室型空気調和機のシステム構成図
【図2】本発明の実施例1による多室型空気調和機の制御フローチャート
【図3】本発明の実施例2による多室型空気調和機のシステム構成図
【図4】本発明の実施例2による多室型空気調和機の制御フローチャート
【図5】本発明の実施例3による多室型空気調和機の制御フローチャート
【図6】本発明の実施例4による多室型空気調和機の制御フローチャート
【図7】従来の多室型空気調和機のシステム構成図
【符号の説明】
20 小容量一定速圧縮機
21 大容量一定速圧縮機
22a,22b 逆止弁
23 四方弁
24 室外側熱交換器
25 アキュムレータ
26 均油管
27 室外側膨張弁
28 室外ユニット
29a,29b,29c,29d 室内ユニット
30a,30b,30c,30d 室内側膨張弁
31a,31b,31c,31d 室内側熱交換器
32 ガス側主配管
32a,32b,32c,32d ガス側支管
33 液側主配管
33a,33b,33c,33d 液側支管
34a,34b,34c,34d 室温センサー
35 総負荷検知手段
36 負荷比較手段
37 複数圧縮機発停制御手段
50 吐出管
51 吸入管
52 バイパス弁
53 システム能力制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-room air conditioner equipped with a plurality of compressors, and more particularly to capacity control of the outdoor unit.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 is a system configuration diagram of a conventional multi-chamber air conditioner described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-295880, wherein 1 is a first compressor having a small capacity and capable of pole number conversion. Control of 4HP and 2HP is possible.
[0003]
3a and 3b are check valves for preventing the refrigerant from stagnation in the compressor on the stop side when one of the
[0004]
Here, the indoor units 8a and 8c have a capacity of 3HP, and the
The
[0005]
Next, the operation of the conventional multi-room air conditioner will be described below.
The refrigerant discharged from the
[0006]
Here, for example, when four
[0007]
According to this conventional multi-room type air conditioner, the capacity ratio between the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional multi-chamber air conditioner, since it is staged control using a polar compressor, it is necessary to change the number of poles together with the change in the number of operating compressors. The number of times increased and the control became complicated.
[0009]
In addition, the capacity ratio between the
[0010]
The present invention solves the conventional problems, and with a simple configuration and control, it becomes possible to control the capacity according to the load regardless of the size of the load. A multi-room air conditioner capable of efficient operation is provided.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the present invention comprises a large-capacity constant speed compressor and a small-capacity constant-speed compressor, a high-load side set value corresponding to the total load of the indoor unit and the capacity of the large-capacity constant-speed compressor, By comparing the setting value on the low load side corresponding to the capacity of the constant capacity compressor, and by operating / stopping the large capacity and small capacity constant speed compressors according to the comparison results, it is easy even under any load conditions. A wide range of capacity control is possible with simple control, and highly efficient operation is possible.
[0012]
In addition, when the total load is smaller than the low load side set value and the difference between the total load and the low load side set value is large, the bypass valve connecting the discharge system and the suction system is operated in the opening direction to By adjusting the amount of bypass to the gas intake system, fine capacity control is possible even when the load is small. Furthermore, by adjusting the bypass amount according to the difference between the total load and the set value, it is possible to control the capacity over a wide range, and when the bypass amount is excessive, it is switched to the compressor number control. Thus, highly efficient operation can be performed while preventing a decrease in efficiency due to an increase in the bypass amount.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention includes a large-capacity constant speed compressor, a small-capacity constant speed compressor, a four-way valve, an outdoor heat exchanger, an outdoor unit comprising an outdoor throttle device, a plurality of indoor side exchangers, and an indoor throttle device. A load that substantially corresponds to the operating capacity of the small-capacity constant-speed compressor is configured by connecting an indoor unit to form a refrigerant circuit, with a load substantially corresponding to the operating capacity of the large-capacity constant-speed compressor as a high-load side set value. A low load side set value, a total load detection means for detecting the total load of the plurality of indoor units, a load comparison means for comparing the total load, the high load side set value and the low load side set value, When the total load is larger than the set value on the high load side based on the result of comparison by the load comparison means, the small-capacity constant speed compressor starts and stops, and the large-capacity constant speed compressor operates continuously. In addition, the total load is the high load side set value and the low load side In the middle of a fixed value, the small-capacity constant-speed compressor and the large-capacity constant-speed compressor start and stop alternately, and when the total load is smaller than the stop-load side set value, the large-capacity constant speed compressor A plurality of compressor start / stop control means for stopping and starting and stopping the small capacity constant speed compressor is provided.
[0014]
In addition, a bypass pipe having a bypass valve for connecting a discharge system and a suction system of the large-capacity constant speed compressor and the small-capacity constant speed compressor is provided, and the small capacity is constant when the total load is smaller than a low load side set value. The high speed constant speed compressor is continuously operated and the large capacity constant speed compressor is stopped, and system capacity control means for opening and closing the bypass valve according to the difference between the total load and the low load side set value is provided.
[0015]
Further, when the total load is larger than the high load side set value, the small capacity constant speed compressor and the large capacity constant speed compressor are continuously operated, and according to the difference between the total load and the high load side set value. When the bypass valve is opened and closed and the total load is between the high load side set value and the low load side set value, the small capacity constant speed compressor stops and the large capacity constant speed compressor operates continuously. The bypass valve is opened and closed according to the difference between the total load and the high load side set value, and when the total load is smaller than the low load side set value, the small capacity constant speed compressor continuously operates, The constant speed compressor is stopped, and system capability means for opening and closing the bypass valve according to the difference between the total load and the high load side set value is provided.
[0016]
Further, when the total load is larger than the high load side set value, the small capacity constant speed compressor and the large capacity constant speed compressor are continuously operated, and the bypass is set according to the difference between the total load and the high load side set value. When the valve is opened and closed and the difference between the total load and the high load side set value exceeds the specified value, the bypass valve is closed and the small-capacity constant-speed compressor starts and stops and the large-capacity constant-speed compressor When the total load is between the high load side set value and the low load side set value, the small capacity constant speed compressor stops, the large capacity constant speed compressor operates continuously, and the total load is The bypass valve is opened and closed according to the difference between the load and the high load side set value, and when the difference between the total load and the high load side set value exceeds a predetermined value, the bypass valve is closed and the small capacity is set. The constant speed compressor and the large capacity constant speed compressor start and stop alternately, and the total load is smaller than the low load side set value. System capacity control means for continuously operating the small capacity constant speed compressor, stopping the large capacity constant speed compressor, and opening and closing the bypass valve according to the difference between the total load and the set value on the high load side. It is to be provided.
[0017]
If the total load is smaller than the low load side set value, the large-capacity constant-speed compressor stops, the small-capacity constant-speed compressor operates continuously, and the difference between the total load and the low load side set value is met. When the bypass valve is opened and closed and the total load is smaller than the predetermined value, the system is provided with a system capacity control means for stopping the large capacity constant speed compressor and starting and stopping the small capacity constant speed compressor. .
[0018]
When the total load is between the high load side set value and the low load side set value, and the small capacity constant speed compressor and the large capacity constant speed compressor start and stop alternately, the small capacity constant speed compressor The operation start of the large capacity constant speed compressor and the operation stop of the large capacity constant speed compressor are substantially simultaneous, and the operation stop of the small capacity constant speed compressor and the operation start of the large capacity constant speed compressor are approximately simultaneous. It is.
[0019]
When the total load is halfway between the high load side set value and the stop load side set value, when the small capacity constant speed compressor and the large capacity constant speed compressor start and stop alternately, the It controls the ratio between the operation time of the constant capacity compressor and the operation time of the large capacity constant speed compressor.
[0020]
Since the present invention has the above-described configuration, the total load of the indoor unit is detected, the preset high load set value, the stop load set value, and the total load are compared, and the total load is high load. If it is larger than the set value, the large-capacity constant-speed compressor is operated continuously, and the small-capacity constant-speed compressor is controlled to operate or stop according to the total load. It becomes possible to drive with the ability. When the total load is between the high load side set value and the low load side set value, the small-capacity constant speed compressor and the large-capacity constant speed compressor are alternately started and stopped, and each compressor is started and stopped. In the case of a moderate load, it is possible to operate with a capacity corresponding to that. If the total load is smaller than the set value on the stop load side, the large-capacity constant-speed compressor is stopped, and the small-capacity constant-speed compressor is controlled to operate or stop depending on the total load. In this case, it is possible to operate at a capacity that matches that, and it is possible to perform continuous capacity control in a wide range of load conditions with simple control of the number of operating compressors. It becomes possible. In addition, a bypass pipe having a bypass valve for connecting the discharge system and the suction system is provided, and when the difference between the total load and the low load side set value is large, the bypass valve is operated in the opening direction so that the total load is reduced. Refrigerant circulation in the refrigeration cycle by adjusting the bypass amount of the discharge gas to the intake system by stopping the large-capacity constant-speed compressor, continuously operating the small-capacity constant-speed compressor, and adjusting the bypass amount of the discharge gas to the intake system. By reducing the amount, fine capacity control is possible even when the load is small.
[0021]
Also, if the total load is greater than the high load side set value, continuously operate the small capacity constant speed compressor and the large capacity constant speed compressor, and if the difference between the total load and the high load side set value is large When the bypass is operated in the opening direction and the bypass amount to the intake system for the discharge gas is adjusted, the refrigerant circulation amount in the refrigeration cycle is reduced to enable fine capacity control, and the difference exceeds a certain value Therefore, it is possible to control the capacity to follow a large load fluctuation by starting and stopping a small capacity constant speed compressor and continuously operating the large capacity constant speed compressor. In addition, when the total load is smaller than a predetermined value, the large capacity constant speed compressor is stopped, and the small capacity constant speed compressor is provided with system capacity control means for starting and stopping, so that it cannot be controlled by bypass. Even in the load, the capacity can be reliably controlled, and the efficiency is not lowered as the bypass amount increases.
[0022]
In the case of alternating operation of a small capacity constant speed compressor and a large capacity constant speed compressor, the operation / stop of the small capacity constant speed compressor and the stop / operation of the large capacity constant speed compressor are substantially simultaneously When the compressor is switched, a large pressure fluctuation or the like does not occur, and therefore, there is no loss of capacity and input associated with starting and stopping.
[0023]
In addition, when the total load is between the high load side set value and the stop load side set value, the small capacity constant speed compressor and the large capacity constant speed compressor start and stop alternately, and the small capacity depends on the total load. By controlling the ratio of the operation time of the constant speed compressor and the operation time of the large capacity constant speed compressor, it can be continuously applied from the small capacity constant speed compressor to the load equivalent to the capacity of the large capacity constant speed compressor. Moreover, detailed capability control is possible.
[0024]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of a multi-room air conditioner according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
Example 1
FIG. 1 is a system configuration diagram of a multi-room air conditioner according to
[0026]
22a and 22b are check valves for preventing refrigerant stagnation in the compressor on the stop side when one of the small capacity
[0027]
[0028]
[0029]
Next, the operation of the multi-room air conditioner will be described here taking the cooling operation as an example.
[0030]
The refrigerant discharged from the small-capacity constant-
[0031]
On the other hand, the room temperature of each
[0032]
Total load = HP number of Σ indoor units × (room temperature−target set temperature) Equation (1)
Further, a load corresponding to the operating capacity of the large-capacity constant speed compressor 21 (equivalent to 6HP) is set as a high load side set value, and a load corresponding to the operating capacity of the small capacity constant-speed compressor 20 (equivalent to 4HP) is set to the low load side. Set as a set value. Based on the comparison result between the total load calculated by the total
[0033]
The magnitude of the total load detected by the total
[0034]
Further, when the total load is smaller than the high load side set value, the total load and the low load side set value and the magnitude are determined (42). When the total load is large, the large capacity
[0035]
That is, here, by controlling the ratio of the operation time of the small-capacity constant-
[0036]
Further, when the total load is smaller than the set value on the low load side, the large-capacity constant-
[0037]
On the other hand, when the small-capacity constant-
[0038]
As described above, simple control of the number of operating two constant speed compressors with different capacities makes it possible to operate in a wide range of loads (0 HP to 10 HP in this case), resulting in excessive or insufficient capacity. It can always be operated with a highly efficient cycle. In particular, in this embodiment, in the range of 4 HP to 6 HP, almost continuous fine capacity control is possible by operating the small capacity
[0039]
In the present embodiment, the small-capacity constant-
[0040]
Further, in the present embodiment, the total load in the total
[0041]
(Example 2)
FIG. 3 is a system configuration diagram of the multi-room air conditioner according to the second embodiment of the present invention. Components having the same functions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. .
[0042]
Here, a
[0043]
Here, the small-capacity
[0044]
When the total load detected by the total
[0045]
That is, when the total load is smaller than the low load side set value, continuous and fine capacity control by opening degree control of the
[0046]
On the other hand, the magnitude of the value of the total load is determined (54), and if it is smaller than the predetermined value, the large-capacity constant speed compressor is stopped, and the magnitude of the total load value is determined only by the small-capacity constant-speed compressor. If it is started and stopped so as to be within an appropriate pressure range, it is possible to reliably control the capacity even with a small load that cannot be controlled by bypass, and there is no decrease in efficiency due to an increase in the amount of bypass. .
[0047]
Example 3
FIG. 5 shows an operation control flowchart of the multi-room air conditioner according to the third embodiment of the present invention. The system configuration diagram shown here is the same as that in FIG. 3, and the description thereof will be omitted. Control of each compressor and control of the
[0048]
The total load detected by the total
[0049]
Next, when the total load is smaller than the high load side set value, the total load and the low load side set value and the magnitude are determined (65). When the total load is large, the large capacity
[0050]
Further, the value of the total load is determined (67). When the total load increases, the
[0051]
Also here, since the capacity control by the
[0052]
Next, when the total load is smaller than the set value on the low load side, the large-capacity
[0053]
As described above, since the capacity control by the
[0054]
Example 4
FIG. 6 shows an operation control flowchart of the multi-room air conditioner according to the fourth embodiment of the present invention. The system configuration diagram shown here is the same as that in FIG. 3, and the description thereof will be omitted. Control of each compressor and control of the
[0055]
It is determined whether the total load detected by the total
[0056]
Next, when the total load is smaller than the high load side set value, the total load and the low load side set value and the magnitude are determined (65). When the total load is large, the large capacity
[0057]
Further, the value of the total load is determined (67). When the total load increases, the
[0058]
By doing so, not only the control that can cope with the load in the range of 4HP to 6HP is performed, but also the capacity control by the
[0059]
Next, when the total load is smaller than the set value on the low load side, the large-capacity
[0060]
As described above, in addition to the control of the number of operating units of each compressor, the capability control by the
[0061]
【The invention's effect】
As described above, in the multi-room air conditioner according to the present invention, the total load of the indoor unit is compared with the set value on the high load side and the set value on the low load side, and according to the comparison result, the large capacity constant speed compressor and By operating / stopping a small-capacity constant-speed compressor, it is possible to operate in response to load fluctuations with simple control of the number of operating units, and continuous capacity control is possible even under any load conditions, resulting in excessive or insufficient capacity. Therefore, highly efficient operation is always possible.
[0062]
Also, a bypass pipe having a bypass valve for connecting the discharge system and the suction system is provided, and when the total load is smaller than the low load side set value and the difference between the total load and the low load side set value is large, the bypass valve is When the total load is smaller than the low load side set value by operating in the open direction, the refrigerant circulation rate of the refrigeration cycle is reduced by adjusting the bypass amount to the discharge gas suction system, and the load is small In addition, detailed ability control is possible.
[0063]
Furthermore, even when the total load is larger than the set value on the high load side, by adjusting the bypass amount of the discharge gas to the intake system, the refrigerant circulation amount of the refrigeration cycle can be reduced and fine capacity control can be performed. When the amount of bypass is excessive, it is switched to the control of the number of compressors, so that it is possible to always operate with a highly efficient number of compressors while preventing a decrease in efficiency due to an increase in the amount of bypass. It is what you have.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a multi-room air conditioner according to
FIG. 2 is a control flowchart of the multi-room air conditioner according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a system configuration diagram of a multi-room air conditioner according to
FIG. 4 is a control flowchart of a multi-room air conditioner according to
FIG. 5 is a control flowchart of a multi-room air conditioner according to
FIG. 6 is a control flowchart of a multi-room air conditioner according to
FIG. 7 is a system configuration diagram of a conventional multi-room air conditioner.
[Explanation of symbols]
20 Small capacity constant speed compressor
21 Large capacity constant speed compressor
22a, 22b Check valve
23 Four-way valve
24 outdoor heat exchanger
25 Accumulator
26 Oil leveling pipe
27 Outdoor expansion valve
28 Outdoor unit
29a, 29b, 29c, 29d Indoor unit
30a, 30b, 30c, 30d Indoor expansion valve
31a, 31b, 31c, 31d Indoor heat exchanger
32 Gas side main piping
32a, 32b, 32c, 32d Gas side branch pipe
33 Liquid side main piping
33a, 33b, 33c, 33d Liquid side branch pipe
34a, 34b, 34c, 34d Room temperature sensor
35 Total load detection means
36 Load comparison means
37 Multiple compressor start / stop control means
50 Discharge pipe
51 Suction pipe
52 Bypass valve
53 System capability control means
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