JPH0235913B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は１台の室外ユニツトと複数台の室内
ユニツトとを組合わせたマルチ形空気調和機に関
する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来のマルチ形空気調和機においては、室外ユ
ニツトに対して組合せできる室内ユニツトの台
数、容量等はあらかじめ決められている。決めら
れた台数以上の室内ユニツトを組合わせたり、決
められた種類以外の室内ユニツトを組合わせる
と、室内ユニツトは規定の能力を発揮できないと
か、電動圧縮機に無理がかかる等の不具合が生ず
る。組合わせ使用可能な室内ユニツトの台数、種
類を豊富に用意して置くことはメーカーにとつて
は大きな負担となり実際には不可能に近い。この
ような理由により室内ユニツトの種類が少ないた
めに、ユーザーの多種多様な要求を充分に満足で
きないのが現状である。

また、従来のマルチ形空気調和機は各室内ユニ
ツトが各室内の冷房負荷に応じて個別に能力を制
御することができないために、室内の冷房負荷と
冷房能力との差が大きくて室温が設定温度に到達
するのに時間がかかり過ぎるという場合も生じて
いる。

〔発明の目的〕

この発明は上記の事情を考慮してなされたもの
で、室内ユニツトに冷媒減圧装置が設けられてい
ると否とにかかわらず、室内ユニツトの台数容量
および形態の制限を受けることなく室内ユニツト
を自由に選択して室外ユニツトと組合わせるとと
もに各室内ユニツトがそれぞれ負荷に応じて能力
制御のできるマルチ形空気調和機を提供すること
を目的とする。

〔発明の概要〕

この発明においては室内側負荷が変化すると電
動圧縮機の吸込側圧力が変化すること、また室内
ユニツトの冷房負荷が変化した場合には室内ユニ
ツトからの戻り冷媒の温度は変化するが、高圧側
冷媒通路と低圧側冷媒通路との間に設けたバイパ
スキヤピラリチユーブの出口冷媒温度は常に一定
であることに着目してつぎのように構成したもの
である。

すなわち、室内負荷の変化に対しては圧力セン
サが検出した電動圧縮機の吸込側圧力の変化に対
応して圧縮機コントロールユニツトの指令により
インバータを介して電動圧縮機への電源周波数を
コントロールして回転数を調節することにより電
動圧縮機の能力を制御する。また、室内ユニツト
の冷房負荷の変化に対しては、バイパスキヤピラ
リチユーブの出口冷媒温度と各室内ユニツトから
の戻り冷媒温度との温度差を所定値に維持させる
ために室外ユニツトの分岐管に設けた冷媒流量調
整弁の開度を流量調整弁コントロールユニツトに
より開閉し、各室内の冷房負荷に最適の冷媒量を
供給するようにしたことにある。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を添付図面を参照し
て説明する。第１図中１は室外ユニツトで、この
室外ユニツト１に対しては複数たとえば３台の室
内ユニツト２ａ，２ｂおよび２ｃが組合わされて
いる。そして、各室内ユニツト２ａ，２ｂおよび
２ｃはそれぞれ減圧装置３ａ，３ｂおよび３ｃと
蒸発器４ａ，４ｂおよび４ｃとを備えている。ま
た、上記室外ユニツト１内の電動圧縮機５は主電
源６に対して圧縮機コントロールユニツト７を備
えたインバータ８を介して接続されている。上記
圧縮機コントロールユニツト７に電気的に接続さ
れて圧力センサ９が設けられていて上記電動圧縮
機５の吸込側圧力を検知するようになつている。
上記電動圧縮機５の下流側には凝縮器１０が設け
られていて室外送風機１１により冷却されるよう
になつている。上記凝縮器１０の手前側にはバイ
パス回路としてのバイパスパイプ１２が設けられ
ている。そして、上記凝縮器１０の下流側と上記
バイパスパイプ１２との合流点には凝縮圧力調整
弁１３が設けられている。この凝縮圧力調整弁１
３の下流側にはリキツドタンク１４を介して各室
内ユニツトに対応して室外ユニツト１側の分岐管
１５ａ〜１５ｃが設けられ、これら分岐管にはそ
れぞれ冷媒流量調整弁１６ａ〜１６ｃが設けられ
ていて、室外ユニツト１内に設けられた流量調整
弁コントロールユニツト１７の指令によりその開
度が調整できるようになつている。そして、上記
冷媒流量調整弁１６ａ〜１６ｃは室内ユニツト２
ａ〜２ｃの中の何れかが停止中または運転中であ
つても図示しないルームサーモスタツトがオフと
なつている場合には対応する冷媒流量調整弁１６
ａ〜１６ｃの何れかは全閉となるようになつてい
る。そして、上記流量調整弁コントロールユニツ
ト１７は冷凍サイクルの高圧側と低圧側とをバイ
パスするバイパスキヤピラリチユーブ１８の出口
冷媒温度と各室内ユニツト２ａ〜２ｃからの戻り
冷媒温度との温度差を所定範囲にコントロールす
るため上記冷媒流量調整弁１６ａ〜１６ｃの開度
を調整するものであるが、このため上記バイパス
キヤピラリチユーブ１８の出口側には温度センサ
１９が設けられ、各室内ユニツト２ａ〜２ｃの戻
り冷媒管の室外ユニツト１側の分岐管２０ａ〜２
０ｃには温度センサ２１ａ〜２１ｃが設けられて
いる。そして、上記温度センサ１９および２１ａ
〜２１ｃはそれぞれ上記流量調整弁コントロール
ユニツト１７と電気的に接続され、この流量調整
弁コントロールユニツト１７は上記冷媒流量調整
弁１６ａ〜１６ｃと電気的に接続されている。

上記バイパスキヤピラリチユーブ１８と低圧側
冷媒管との合流点の下流側にはアキユムレータ２
２が設けられている。

つぎに、上記のように構成されたこの発明の作
用について説明する。電動圧縮機５を一定回転数
として決められた台数の室内ユニツトで冷房運転
途中において、室内側負荷が変化した場合すなわ
ち、室内ユニツトの運転台数が増減しまたは、室
内冷房負荷が変化した場合には電動圧縮機５の吸
込側の圧力P_Sが顕著に変化する。圧縮機回転数が
一定で室内ユニツト２の運転台数が増加するかま
たは、室内冷房負荷が大きくなると上記P_Sは上昇
し、逆の場合にはP_Sは下降する。この発明におい
ては圧力センサ９で電動圧縮機５の吸込側の圧力
P_Sを検知し、P_Sが上昇すると圧縮機回転数が増加
させ、P_Sが下降すると圧縮機回転数を減少させる
ことによつてP_Sを常に一定範囲内に維持する。す
なわち、第２図に示すように室内運転台数Ｎおよ
び冷房負荷ｌの合計の負荷Ｌに応じた最適の圧縮
機回転数Ｒを常に維持する。ただし、圧縮機回転
数を最高回転数にしても圧力がP_Sの一定範囲を超
える場合には破線のように最高回転数を維持させ
る。

つぎに、凝縮器１０にはバイパス回路としてバ
イパスパイプ１２が設けられかつ、凝縮器１０の
下流側とこのバイパスパイプ１２との合流点には
凝縮圧力調整弁１３が設けられていて、凝縮器１
０に流入する吐出ガス量とバイパスパイプ１２を
通過し、凝縮器１０をバイパスする吐出ガス量と
を調節し、第３図に示すように、凝縮熱量Ｑまた
は外気温度Ｔが低い場合でも凝縮圧力P_Cを常に
設定した圧力値に維持する。ただし、凝縮熱量が
非常に増大するかまたは、外気温度が非常に高温
の場合にはある点を境として上昇に転じる。

また、それぞれの室内ユニツト２ａ〜２ｃが設
置されている室内の冷房負荷が変化した場合たと
えば、圧縮機吸込圧力P_S、凝縮圧力P_Cが一定と
して、室内冷房負荷が大きくなると室内ユニツト
からの戻り冷媒は過熱度の小さいガス冷媒または
液の混入した飽和ガス冷媒となる。すなわち、室
内冷房負荷の変化は戻り冷媒の飽和温度に対する
過熱度ΔTshの変化として現われる。

バイパスキヤピラリチユーブ１８の出口側冷媒
は主回路の冷媒と合流する前であり、かつ外部と
熱の授受がほとんどないので、その温度はほぼ飽
和温度とみなすことができる。したがつて、それ
ぞれの室内ユニツト２ａ〜２ｃからの戻り冷媒の
温度とバイパスキヤピラリチユーブ１８の出口冷
媒温度との差、すなわち、温度センサ２１ａと１
９、２１ｂと１９、２１ｃと１９の各検出温度差
ΔTa，ΔTb，ΔTcはそれぞれの室内ユニツト２
ａ〜２ｃからの戻り冷媒の過熱度とほぼ等しくな
る。

また、第１図に示すように、冷媒の減圧は冷媒
流量調整弁１６ａ〜１６ｃと室内ユニツト内の減
圧装置３ａ〜３ｃとによつて行なわれる。そし
て、この発明においてはそれぞれの室内ユニツト
の回路においてそれぞれ独立して過熱度ΔTshが
大きくなると冷媒流量調整弁１６ａ〜１６ｃの開
度を小さくすなわち抵抗を大きくして室内ユニツ
ト２ａ〜２ｃへの冷媒循環量を増減させることに
より、過熱度をある適当な一定範囲に維持する。
すなわち、それぞれの室内ユニツトに対して負荷
に見合つた最適流量の冷媒を供給することができ
る。

また、上記一実施例においては室内ユニツト２
ａ〜２ｃはそれぞれ減圧装置３ａ〜３ｃを備えて
いるが、上記冷媒流量調整弁１６ａ〜１６ｃは減
圧機能を備えているので減圧装置を有しない室内
ユニツトもこの発明の室外ユニツト１に組合わせ
て使用できるという効果がある。

また、上記一実施例においては室内ユニツト２
ａ〜２ｃのいずれかが停止中または運転中である
がサーモスタツトがオフとなつている場合には冷
媒流量調整弁１６ａ〜１６ｃのうちのいずれかを
全閉にするが第４図に示すように各室内ユニツト
２ａ〜２ｃの冷媒分岐回路中の任意の場所たとえ
ば蒸発器４ａの上流にそれぞれ電磁弁２３を設け
て、各室内ユニツト２ａ〜２ｃが運転中はそれぞ
れ対応する電磁弁２３を開成し、停止中または運
転中ではあるがルームサーモスタツトがオフにな
つている場合には電磁弁２３を閉成するようにし
てもよい。

また、上記一実施例においてはバイパスキヤピ
ラリチユーブ１８の出口側の主回路との合流点は
アキユムレータ２２の上流側にしたがこの位置に
限定するものではなく低圧側でさえあればどこで
もよい。また、入口側も高圧液冷媒が流通する主
回路部分内であれば任意に選定してよい。

つぎに、第１図の同一部分に同一符号を付けた
第５図はこの考案の他の実施例を示すもので第１
図に示すものは凝縮器１０にはバイパス回路とし
てのバイパスパイプ１２が設けられ、かつ、凝縮
器１０の吐出側とバイパスパイプ１２の合流点に
は凝縮圧力調整弁１３が設けられているが、この
第５図に示すものは上記バイパスパイプ１２およ
び凝縮圧力調整弁１３を取除いたものであるが一
実施例と同じ効果が得られる。

また、この場合においてもこの発明の一実施例
の場合と同じように第４図に示す如く各室内ユニ
ツト２ａ〜２ｃの冷媒分岐回路中の任意の場所に
電磁弁２３を設けてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明においては、室
内ユニツト内に冷媒減圧装置の配設の有無に無関
係に、また室内ユニツトの容量、台数または床置
式天吊式等の形態を問わず室外ユニツトと自由に
組合わせできるためユーザの多様な要求を満足さ
せることが可能となるだけでなく、各室内ユニツ
トごとに独立して、それぞれの冷房負荷に応じた
能力制御が可能となる。また、負荷に応じて電動
圧縮機の能力を最適の状態に制御するので省エネ
効果が大きい。また、従来のものは各室内ユニツ
トと室外ユニツト間の接続配管の長さ内径等に差
があると配管抵抗に差が生じ、各室内ユニツトを
流れる冷媒循環量に大きなアンバランスが生じる
が、この発明の場合には各室内への冷媒循環量を
自動的に最適に調節するため接続管の長さ、内径
等に起因する室内ユニツト設置上の制約が殆んど
無く、ある程度自由に室内ユニツトの取付け場所
を選定できるという大きな実用上の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す冷凍サイク
ル図、第２図は同じくこの室内ユニツトの運転台
数Ｎと冷房負荷ｌとの合計の室内側負荷Ｌと電動
圧縮機の吸込側圧力P_Sと圧縮機回転数Ｒとの関係
を示すグラフ図、第３図は凝縮熱量Ｑまたは外気
温度Ｔと凝縮圧力P_Cとの関係を示すグラフ図、
第４図はこの発明の変形例を示すグラフ図、第５
図は同じくこの発明の他の実施例を示す冷凍サイ
クル図である。 １…室外ユニツト、２ａ，２ｂ，２ｃ…室内ユ
ニツト、５…電動圧縮機、７…圧縮機コントロー
ルユニツト、８…インバータ、９…圧力センサ、
１０…凝縮器、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ…室外側
分岐管、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…冷媒流量調整
弁、１７…流量調整弁コントロールユニツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １台の室外ユニツトに対して複数台の室内ユ
   ニツトを接続してなるマルチ形空気調和機におい
   て、電動圧縮機の吸込側圧力を検出する圧力セン
   サと上記電動圧縮機の吸込側圧力をコントロール
   する電動機コントロールユニツトと、上記電動圧
   縮機への電源周波数をコントロールするインバー
   タとからなる電動圧縮機の能力制御装置と、凝縮
   器の下流の室外側分岐管に各室内ユニツトに対応
   して設けられた冷媒流量調整弁と、各室内ユニツ
   トからの戻り冷媒過熱度を所定範囲内にコントロ
   ールするように上記冷媒流量調整弁の開度を調整
   する流量調整弁コントロールユニツトとから構成
   したことを特徴とするマルチ形空気調和機。