JPH02223756A

JPH02223756A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH02223756A
Application number: JP1045739A
Authority: JP
Inventors: Yasuji Ogoshi; 靖二大越; Eiji Kuwabara; 永治桑原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-02-27
Filing date: 1989-02-27
Publication date: 1990-09-06
Anticipated expiration: 2013-07-16
Also published as: KR920007810B1; KR900013258A; JP2777176B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）この発明は、各室内ユニットの要求に応じて冷房および
暖房が同時運転可能なマルチタイプの空気調和機に関す
る。

（従来の技術）１台の室外ユニットに対して複数台の室内ユニットを備
え、両者をヒートポンプ式冷凍サイクルを構成するよう
に冷媒配管によって接続したマルチタイプの空気調和機
が知られている。このマルチタイプの空気調和機は、た
とえば第８図に示すように構成されている。

すなわち、Ａは室外ユニットであり、この室外ユニット
Ａに１半インバータによる能力可変形圧縮機（以下、圧
縮機１という）が設けられ、この吐出側は四方弁２を介
して室外熱交換器３に接続されている。この室外熱交換
器３は暖房用膨張弁４と逆止弁５との並列回路を介して
リキッドタンク６に接続され、これは後述するマルチコ
ントロールユニットＢを介して複数の室内ユニットに接
続されている。

前記室内ユニットは、第１、第２および第３の室内ユニ
ット１１．１２および１３からなり、前記マルチコント
ロールユニットＢには前記第１〜第３の室内ユニット１
１〜１３に対応して前記リキッドタンク６と接続する冷
媒の電子流量制御弁１４が設けられ、これは逆止弁１６
と冷房用膨張弁１５との並列回路を介して第１〜第３の
室内ユニット１１〜１３に接続されている。また、第１
〜第３の室内ユニット１１〜１３は独立して設けた二方
弁１７・・・を介して前記四方弁２に接続されている。

なお、７は室外ファン、８　ａ　ｓ　８　ｂ　ｓ８ｃは
それぞれ制御部であって、室外ユニットＡ１マルチコン
トロールユニットＢおよび第１〜第３の室内ユニット１
１〜１３を制御するようになっている。

したがって、第１〜第３の室内ユニット１１〜１３を冷
房運転する場合、実線矢印で示すように圧縮機１から吐
出された冷媒は四方弁２を通って室外熱交換器３で凝縮
液化される。液化冷媒は逆止弁４、リキッドタンク６、
電子流量制御弁１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、冷房用膨張弁
１５を通って第１の室内ユニット１１の室内熱交換器で
蒸発される。また第１〜第３の室内ユニット１１〜１３
を暖房運転する場合、破線矢印で示すように圧縮機１か
ら吐出された冷媒は四方弁２、二方弁１７・・・を通っ
て第１〜第３の室内ユニット１１〜１３に導かれ、それ
ぞれの室内熱交換器で放熱される。

このように第１〜第３の室内ユニット１１〜１３の要求
によって冷房運転または暖房運転できるとともに、第１
〜第３の室内ユニット１１〜１３のうち、１台もしくは
２台だけを冷房運転または暖房運転し、残りを停止させ
ることもできる。

（発明が解決しようとする課題）ところが、前述したように、従来のマルチタイプの空気
調和機は、冷房運転または暖房運転の切換えができるが
、室内ユニットの個別の要求には対処できない。つまり
、電算機室を持つビルやペリメータゾーン、インテリア
ゾーンを持つ大規模ビルでは同一時期に冷房運転の要求
と暖房運転の要求が同時に発生することがあり、またビ
ルに限らず、一般家庭においても中間季節においては、
たとえば第１と第２の室内ユニット１１．１２が冷房運
転を要求し、第３の室内ユニット１３が暖房運転を要求
するように、同時に冷房運転と暖房運転の要求あった場
合には運転ができず、いずれか一方の運転を優先させ、
他方の運転はできないという問題がある。

この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その
目的とするところは、各室内ユニットの個別の要求に応
じて同時に冷房運転と暖房運転ができる空気調和機を提
供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段及び作用）この発明は、前
記目的を達成するために、請求項第１項においては、各
室内ユニットごとの要求に応じて冷房と暖房が同時運転
可能とし、室内ユニットから冷房と暖房の両方の要求が
あったとき、その負荷の大きい方の運転モードを選択し
優先して運転することにある。

請求項第２項においては、各室内ユニットから冷房と暖
房の両方の要求があり、その負荷の大きい方の運転モー
ドを選択し優先して運転している時、室外ユニットの圧
力あるいは温度が一定となるように室外ユニットの室外
ファンの風量を制御することにある。

（実施例）以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明するが
、第８図に示した従来同一構成部分は同一符号を付して
説明を省略する。

第１図において、圧縮機１の吐出側は第１の吐出管２１
と第２の吐出管２２に分岐されている。

第２の吐出管２２は第１の二方弁２３を介して室外熱交
換器３に接続されている。また、前記圧縮機１の吸込側
も第１の吸込管２４と第２の吸込管２５に分岐され、第
２の吸込管２５は第２の二方弁２６を介して前記第１の
二方弁２３と室外熱交換器３との間の第２の吐出管２２
に接続されている。

また、前記室外熱交換器３の液ライン側には暖房用膨張
弁４と直列に逆止弁２７が、逆止弁５には的列に電子流
量制御弁２８が設けられ、この電子流量制御弁２８は暖
房用膨張弁４と並列的に設けられている。

一方、前記第１の吐出管２１は第１〜第３の室内ユニッ
ト１１〜１３に対応して分岐されており、第３の二方弁
２９ａ〜２９ｃを介して前記第１〜第３の室内ユニット
１１〜１３の室内熱交換器１１ａ〜１３ａに接続されて
いる。また、前記第１の吸込管２４も第１〜第３の室内
ユニット１１〜１′３に対応して分岐されており、第４
の二方弁３０ａ〜３０ｅを介して第３の二方弁２９ａ〜
４２Ｑ　ｅと前記第１〜第３の室内ユニット１１〜１３
間に接続されている。

このように構成されたマルチタイプの冷凍サイクルには
各種の検知手段および制御手段が付加されている。すな
わち、検知手段としては、前記室外熱交換器３のガスラ
イン側には圧力センサ３１が、液ライン側には第１の温
度センサ３２が設けられ、さらにマルチコントロールユ
ニットＢの液ライン側には第２の温度センサ３３が設け
られている。また制御手段としては、室外制御部８　ａ
　ｓマルチ制御部８ｂおよび室内制御部８Ｃが設けられ
ている。

つぎに、前記各制御部８ａ〜８Ｃを第２図に基づいて説
明する。まず、室外制御部８ａは、マイクロコンピュー
タおよびその周辺回路からなり、外部にインバータ回路
５１、電圧コントローラ朱ヰおよび電子流量制御弁２８
を接続している。

インバータ回路５１は交流電源５３の電圧を整流し、そ
れを室外制御部８ａの指令に応じたスイッチングによっ
て所定周波数の交流電圧に変換し、圧縮ａｌｌのモータ
ＩＭおよび室外ファン７のモータ７Ｍにそれぞれ駆動電
力として供給するものである。

女２また、電圧コントローラ椀は、圧力センサ３１の信号に
より室外ファンモータ７Ｍへの印加電圧を変化させるも
のである。

マルチ制御部８１：ｌは、マイクロコンピュータおよび
その周辺回路からなり、外部に電子流量制御弁１４およ
び第３の二方弁２９ａ〜２９ｅおよび第４の二方弁３０
ａ〜３０ｃを接続している。

さらに、室内制御部８Ｃは、第１〜第３の室内ユニット
１１〜１３のそれぞれに独立して設けられており、これ
らはマイクロコンピュータおよびその周辺回路からなり
、外部に操作部５４および室温感知用温度センサ５５を
接続している。

つぎに、前述のように構成されたマルチタイプの空気、
凋和機の作用について説明する。

第３図は第１および第２の室内ユニット１１．１２が暖
房運転で、第３の室内ユニット１３が冷房運転の場合で
ある。

各室内ユニット１１〜１３の室内制御部８Ｃ・・・は、
その部屋の負荷を室温と設定温度から常時判断し、その
信号をマルチ制御部８ｂに送る。マルチ制御部８ｂは、
各室内制御部８ｃ・・・から送られてきた負荷信号を冷
房、暖房ごとに合計し、全冷房負荷と全暖房負荷を演算
する。そして、冷房負荷と暖房負荷とを比較し、運転モ
ードを決定する。

今の場合は、暖房が２室で冷房が１室のため一般的に暖
房負荷が冷房負荷より大きくなり、マルチ制御部８ｂは
暖房モードを選択してシステムが運転される。このとき
、マルチ制御部８ｂは選択したモード信号を室外制御部
８ａに送信する。

また、システムが暖房モードの時は室外ユニットＡの第
１の二方弁２３が閉、第２の二方弁２６が開となり、室
外熱交換器３は圧縮機１の第２の吸込管２５に連通して
蒸発器として働く。一方、マルチコントロールユニット
Ｂの第３の二方弁２９ａ、２９ｂは開、二方弁２９ｃは
閉となり、第４の二方弁３０ａ、３０ｂは閉、二方弁３
０ｅは開となる。したがって、第１、第２の室内ユニッ
ト１１．１２は圧縮機１の第１の吐出管２１に連通し、
第３の室内ユニット１３は第１の吸込管２４を介して圧
縮機１の吸込側に連通する。さらに、圧縮機１の運転周
波数はインバータ回路５１によって負荷の大きい暖房側
の能力が十分に出せるように決定される。

この状態で、圧縮機１、室外ファン７および第１〜第３
の室内ユニット１１〜１３の室内ファン（図示しない）
を駆動すると、冷媒の流れは第３図の実線矢印で示すよ
うになり、圧縮機１から吐出された冷媒は第１、第２の
室内ユニット１１．１２に導かれ、ここで暖房して液化
される。液化冷媒は逆止弁１６、電子流量制御弁１４ａ
１１４ｂを通り、液ラインに出てくる。このとき、電子
流量制御弁１４ａ１１４ｂは室内の負荷に対応して開度
が制御され、第１と第２の室内ユニット１１，１２の流
量分配を制御している。圧縮機１の運転周波数はインバ
ータ回路５１によって負荷の大きい暖房側の能力が十分
に出せるように決定されているため、暖房能力は負荷に
対応した能力が出せる。

液化した冷媒の一部は第３の室内ユニット１３側へ流れ
、残りの一部は室外ユニットＡ側へ流れる。前記第３の
室内ユニット１３側へ流れる冷媒は、電子流量制御弁１
４ｃ１冷房用膨張弁１５を通り、減圧されたのち第３の
室内ユニット１３に導かれ、ここで冷房したのち圧縮機
１に吸込まれる。このとき、第３の室内ユニット１３に
接続されている電子流量制御弁１４ｃを全開とし、冷房
用膨張弁１５で流量が制御されるとともに、この冷房用
膨張弁１５は第３の室内ユニット１３の出口ガス冷媒の
スーパヒート１５ｓが一定となるように流量を制御する
ため、第３の室内ユニット１３の大きさと室内温度で決
定される一定の能力が第３の室内ユニット１３で出すこ
とができる。

なお、第３の室内ユニット１３に接続されている電子流
量制御弁１４ｃは通常は全開であるが、第３の室内ユニ
ット１３の室温感知用温度センサ５５が室温が設定値に
達したことを感知して停止した時には室内制御部８ｃか
らマルチ制御部８ｂに入力される信号によって閉となる
。

また、前述したように室外ユニットＡへ流れた液冷媒は
、暖房用膨張弁４によって減圧されたのち、室外熱交換
器３で蒸発され、さらに第３の室内ユニット１３からの
冷媒と合流して圧縮機１に吸込まれる。このとき、暖房
用膨張弁４は合流後、圧縮機１に吸込まれる前の冷媒の
スーパヒート４ｓが一定になるように制御される。この
とき、室外熱交換器３のガスライン側に設けられた圧力
センサ３１の検出信号は室外制御部８ａに入力され、室
外ファン７を駆動するモータ７Ｍに給電する電圧を制御
しており、圧カセ・ンサ３１の圧力が一定値になるよう
に室外ファン７の風量を制御している。これは、たとえ
ば外気温が高いとき、サイクルの蒸発温度が高くなり、
第３の室内ユニット１３の冷房能力が出なくなることを
防止するための制御である。すなわち、第４図に示すよ
うに、外気温度が上昇してくると蒸発圧力が上昇し、６
　ｋｇ　／　ｃｄ　Ｇを越えると、室外ファン７のモー
タ７Ｍへの電圧が低下し、室外ファン７の風量が低下す
る。こうなると、室外熱交換器３での蒸発量が減少し、
液バツク気味となるため、暖房用膨張弁４の絞りが増加
する。したがって、蒸発温度が低下し、室内の蒸発温度
も低くなるため、十分な冷房能力が出せる。このように
室外ファン７の風量を制御することによって冷房運転の
能力も十分に出せる。

第５図は第１および第２の室内ユニット１１．１２が冷
房運転で、第３の室内ユニット１３が暖房運転の場合で
ある。この場合、−数的に冷房負荷が暖房負荷より大き
くなるので、マルチ制御部８ｂは冷房モードを選択して
優先して運転される。

すなわち、室外ユニットＡの第１の二方弁２３が開、第
２の二方弁２６が閉となり、室外熱交換器３は圧縮機１
の第２の吐出管２２と連通して凝縮器として働く。一方
、マルチコントロールユニットＢの第３の二方弁２９ａ
、２９ｂは閉、二方弁２９ｃは開となり、第４の二方弁
３０ａ、３０ｂは開、二方弁３０ｃは閉となる。したが
って、第１、第２の室内ユニット１１．１２は圧縮機１
の第１の吸込管２４に連通し、Ｎ３の室内ユニット１３
は第１の吐出管２１を介して圧縮機１の吐出側に連通す
る。さらに、圧縮機１の運転周波数はインバータ回路５
１によって負荷の大きい冷房側の能力が十分に出せるよ
うに決定される。

この状態で、圧縮機１、室外ファン７および第１〜第３
の室内ユニット１１〜１３の室内ファン（図示しない）
を駆動すると、冷媒の流れは第５図の実線矢印で示すよ
うになり、圧縮機１から吐出された冷媒は第３の室内ユ
ニット１３と室外熱交換器３の両方に流れる。室外熱交
換器３に入った冷媒は、ここで放熱、凝縮されたのち、
電子流量制御弁２８を通り、第３の室内ユニット１３の
液冷媒と分流する。第３の室内ユニット１３に導かれた
冷媒は、ここで暖房し、逆止弁１６、電子流量制御弁１
４ｃを通り、室外熱交換器３からの液冷媒と合流する。

合流した液冷媒は第１、第２の室内ユニット１１．１２
の電子流量制御弁１４ａ、１４ｂを経て冷房用膨張弁１
５に入り、さらに第１、第２の室内ユニット１１．１２
によって室内を冷房したのち、圧縮機１に吸込まれる。

このとき、電子流量制御弁１４ａ、１４ｂは室内の負荷
に対応して開度が制御され、第１と第２の室内ユニット
１１．１２の流量分配を制御している。圧縮機１の運転
周波数はインバータ回路５１によって負荷の大きい冷房
側の能力が十分に出せるように決定されているため、冷
房能力は負荷に対応した能力が出せる。

前記第３の室内ユニット１３の暖房能力は、つぎの制御
によって確保される。すなわち、室外ファン７は圧力セ
ンサ３１の圧力が一定値になるように制御され、液ライ
ン側の電子流量制御弁２８は第１の温度センサ３２が一
定値になるように制御されている。一方、第３の室内ユ
ニット１３の液ライン側の電子流量制御弁１４ｃも前記
電子流量制御弁２８と同じように第２の温度センサ３３
が一定値になるように制御されている。たとえば、外気
温度が低くなってきた場合、凝縮温度が低下し、第３の
室内ユニット１３の暖房能力が低下してしまう。しかし
、前述した制御を行なうことによって第６図に示すよう
に、凝縮温度が低下すると、室外ファン７の風量が低下
し、室外熱交換器３での放熱を減少し、凝縮温度を高く
保つ。前記室外側の電子流量制御弁２８は第１の温度セ
ンサ３２の温度をファンコントロールの凝縮温度（５０
〜５５°Ｃ）以下の値、たとえば４５”Ｃとなるよう制
御し、ファンの風量低下による放熱量の低下に見合った
流量になるよう、室外側の抵抗を制御している。このた
め、第３の室内ユニット１３の流量が増加し、また電子
流量制御弁１４ｅがその第３の室内ユニット１３の出口
液温度を４５’Ｃになるように制御し、すなわち十分過
冷却がとれるよう制御し、室内の暖房能力を確保してい
る。

なお、前記一実施例においては、暖房モードと冷房モー
ドについて説明したが、たとえば、第２の室内ユニット
１２を停止し、第１の室内ユニット１１を冷房運転、第
３の室内ユニット１３を暖房運転あるいはその逆の運転
も可能である。、さらに、室内ユニットを３台に限定さ
れるものではなく、４台以上であってもよい。また、室
外熱交換器３の圧力で室外ファン７の風量を制御するよ
うにしたが、室外熱交換器３の温度（蒸発または凝縮温
度）で制御するようにしてもよい。また、電子流量制御
弁２８は第７図に示すように、室外と室内への吐出ガス
の自己流量制御機能として働くキャピラリチューブ２８
ａとしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の請求項１によれば、各
室内ユニットごとの要求に応じて冷房と暖房が同時運転
可能とし、室内ユニットから冷房と暖房の両方の要求が
あったとき、その負荷の大きい方の運転モードを選択し
優先して運転することによって、異なる部屋で冷房と暖
房を同時に運転でき、電算機室を持つビルやペリメータ
ゾーン、インテリアゾーンを持つ大規模ビルで同一時期
に冷房運転の要求と暖房運転の要求が同時に発生しても
対処でき、また外気温度の変動等の外乱にも拘らず、そ
れぞれ適切な能力を出すことができるという効果がある
。

請求項２によれば、各室内ユニットから冷房と暖房の両
方の要求があり、その負荷の大きい方の運転モードを選
択し優先して運転している時、室外ユニットの圧力ある
いは温度が一定となるように室外ユニットの室外ファン
の風量を制御することによって、暖房運転モードを優先
しているときには冷房能力を、冷房運転モードを優先し
ているときには暖房能力を、つまり非優先側の能力を十
分に発揮できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図はこの発明の一実施例を示すもので、第
１図は空気調和機の冷凍サイクルの系統図、第２図は制
御回路図、第３図は暖房運転モードの冷凍サイクルの系
統図、第４図は室外ファンの制御説明図、第５図は冷房
運転モードの冷凍サイクルの系統図、第６図は室外ファ
ンの制御説明図、第７図はこの発明の他の実施例を示す
冷凍サイクルの系統図、第８図は従来の冷凍サイクルの
系統図である。Ａ・・・室外ユニット、Ｂ・・・マルチコントロールユ
ニット、１・・・圧縮機、３・・・室外熱交換器、７・
・・室外ノア２ン、１１．１２．１３・・・室内ユニッ
ト、１１　ａ　ｓ　１２　ａ、１３ａ・・・室内熱交換
器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）圧縮機、室外熱交換器および室外ファンを備えた
室外ユニットと、室内熱交換器および室内ファンを備え
た複数台の室内ユニットと、前記各室内ユニットに対す
る冷媒流量および冷媒流路を制御するマルチコントロー
ルユニットとを備えたマルチタイプの空気調和機におい
て、前記マルチコントロールユニットによって冷媒流路
を制御することにより前記各室内ユニットごとの個別の
要求に応じて冷房と暖房が同時運転可能とし、前記室内
ユニットから冷房と暖房の両方の要求があったとき、そ
の負荷の大きい方の運転モードを選択し優先して運転す
ることを特徴とする空気調和機。
（２）各室内ユニットから冷房と暖房の両方の要求があ
り、その負荷の大きい方の運転モードを選択し優先して
運転している時、室外ユニットの圧力あるいは温度が一
定となるように室外ユニットの室外ファンの風量を制御
することを特徴とする請求項第１項記載の空気調和機。