JPH0243011Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本考案は１基の室外側ユニツトに対し複数基の
室内側ユニツトを並列接続させて使用する所謂多
重接続形の空気調和機に関する。 （従来技術） 室外側ユニツト１基に対して２基以上の室内側
ユニツトを並列接続してなる多重接続形空気調和
機は、最近に至つて多用される傾向にあるが、従
来は実開昭58−69764号公報により開示されてい
るように、室外側ユニツトの圧縮機は能力可変と
なし、空調能力を空調負荷に適応するように制御
するのに、室外側ユニツトに設けた総合用自動膨
脹弁で冷媒流量の制御をしながら、圧縮機の能力
を冷房時は吸込冷媒の、暖房時は吐出冷媒の圧力
または温度が一定になるように増減制御してい
た。 ところで、この種の多重接続形空気調和機は、
圧縮機構の最大出力に較べて室内側ユニツトの合
計空調能力の方が若干大きいのが一般的であり、
通常は140％程度のものを組合わせている。 その１例として室内側ユニツトが，，，
と４台接続されていてそれぞれの能力が室外側
ユニツトの能力100に対して、が40、が30、
が30、が30で合計130である場合について説
明すると、各室内側ユニツトがオン・オフによる
冷房運転を行つている場合、，，の３台が
全負荷運転しているときは圧縮機が最大出力
（100）で運転されれば問題なく安定運転が可能で
あるが、の運転がさらに加わつたとすると、綜
合用自動膨脹弁の開度を限度一杯まで開かせても
出力が不足していることから蒸発温度が上昇して
きて設定温度との差が小さくなつて過熱度が減少
し、最悪の場合には湿り運転となつて圧縮機に液
戻りを生じさせる不都合があつた。 このような問題は暖房運転の場合にも同じよう
に生じるものである。 その他に、冷房運転の場合に低圧々力が一定に
なるように制御していても、高圧々力の変動巾が
大きいために、一般に高・低圧の差圧が小さいと
きを考慮して口径の選定を行なつている絞り機構

【自動膨脹弁】では、差圧が大きくなると冷媒が
流れ過ぎて湿り運転になることがあり、室内側ユ
ニツトの合計空調能力が圧縮機の最大能力に比し
大きくないときにも同様に液戻りを生じさせる場
合がある。 （考案が解決しようとする問題点） 上述する如く従来のこの種空気調和機では全負
荷運転の際に液圧縮につながる湿り運転の防止が
果せない問題を有していたのに鑑みた結果、本考
案は成されたものであつて、室外側ユニツトの全
出力に対して室内側ユニツトでの負荷が大きくな
る運転などの際に、冷凍回路に流れる冷媒量を強
制的に減少させるよう制御することによつて、過
熱度を一定値に維持し湿り運転を未然に防止して
安定運転をはからせる点を本考案は特徴とする。 （問題点を解決するための手段） しかして本考案は上述する種類の多重接続形空
気調和機において、第１図に示す如く冷媒流量の
調節可能な絞り機構２６を室外側ユニツト１の液
管に介設する一方、空調運転を掌る制御回路に
は、吸入冷媒の過熱度を検出して湿り状態か否か
で異なる信号を発信する過熱度チエツク手段９
と、室外側ユニツトの能力可変圧縮機構１２の出
力を検出する圧縮機出力検出手段２７と、前記過
熱度チエツク手段９が吸入冷媒の湿り状態を検出
して湿り信号を発信していて、かつ前記圧縮機出
力検出手段２７が前記能力可変圧縮機構１２の最
大出力状態を検出し、最大出力信号を発信してい
るときに、前記絞り機構２６に対して冷媒流量を
減少させる絞り側の出力を与える絞り開度調節手
段２８とを設けた構成としたものである。 （作用） かかる構成を有する本考案は圧縮機構が全出力
で運転していて、例えば室内側ユニツトの合計負
荷容量がこの全出力を超える如き過負荷運転にな
ると、普通は全開の作動状態になつている前記絞
り機構２６に対して強制的に絞らせる側への指令
を与えることとなり、その結果蒸発温度を下げて
過熱度がつくように制御することが可能であり、
従つて湿り運転は未然に防止される。 （実施例） 以下、図面にもとづいて本考案の１実施例を説
明する。 第３図は本考案の１例に係る空気調和機の冷凍
回路図で二点鎖線枠で囲んでなる室外側ユニツト
１は、能力可変圧縮機構１２、回路切換弁１５、
室外側コイル１６、受液器１７、アキユムレータ
１８及び絞り機構例えば流量制御弁２６を構成部
材に有する。 この室外側ユニツト１から延設されたガス管１
９及び液管２０に対して、複数基例えば３基の室
内側ユニツト２Ａ，２Ｂ，２Ｃを並列接続せしめ
ているが、各室内側ユニツト２Ａ〜２Ｃは感温自
動膨脹弁１３Ａ〜１３Ｃと室内側コイル１４Ａ〜
１４Ｃとをそれぞれ直列接続して有し、この膨脹
弁１３Ａ〜１３Ｃからなる減圧装置によつて個々
に空調能力の調節が成されるようになつている。 前記室外側ユニツト１は、前記流量制御弁２６
を通常は全開状態にさせて使用するものであつ
て、後述する如く全負荷時の湿り運転が発生した
際に一定値だけ絞らせるようにするが、該ユニツ
ト１は低圧ガス管に対して圧力センサ２１と温度
センサ２２とを配設し、一方、高圧ガス管に対し
て圧力センサ２３を配設していて、圧力センサ２
１を検知端とする蒸発温度コントローラC₁と、
圧力センサ２１及び温度センサ２２の両者を検知
端とする過熱度コントローラC₂と、圧力センサ
２３を検知端とする凝縮温度コントローラC₃と、
それら各コントローラC₁〜C₃に関連して設けた
シーケンサＳとを制御回路として備えている。 しかして、蒸発温度コントローラC₁と凝縮温
度コントローラC₃とは前者が冷房運転時に、後
者が暖房運転時に作動するようになつていて、両
コントローラC₁，C₃は第２図にブロツク示して
なる冷媒温度検出手段３と冷媒温度設定手段４と
により構成される。 一方、過熱度コントローラC₂は冷房・暖房両
運転時に作動するようになつていて、第２図にブ
ロツク示してなる過熱度検出手段５と過熱度設定
手段６とにより構成される。 また、シーケンサＳは前記３個のコントローラ
C₁〜C₃からの信号を受けて作動し、制御出力を
発する制御器であつて、第２図にブロツク示する
如く計時手段７と、冷媒温度チエツク手段８と、
過熱チエツク手段９と、冷媒温度設定値変更手段
１０と圧縮機能力制御手段１１と、圧縮機出力検
出手段２７と、絞り開度調節手段２８とにより構
成される。 次に能力可変圧縮機構１２は交流誘導電動機を
駆動源として圧縮機に直結せしめてなる電動圧縮
機と、前記交流誘導電動機に対して無段階に変換
し得る周波数を持つ交流電力を供給するインバー
タ２４とからなつていて、インバータ２４の信号
入力部に前記圧縮機能力制御手段１１からの制御
出力が送り込まれると、インバータ２４からは電
動圧縮機の回転を段階的に進増又は進減させるべ
く、交流電力が出力されるようになつている。 次に各室内側ユニツト２Ａ〜２Ｃは、自動膨脹
弁１３Ａ〜１３Ｃの操作部に関連してコントロー
ラC_A〜C_Cと、室温を検出する温度センサ２５Ａ
〜２５Ｃとを備えており、室温が一定となるよう
に自動膨脹弁１３Ａ〜１３Ｃの開度を自動調節し
て、各室内側コイル１４Ａ〜１４Ｃに流れる冷媒
量を空調負荷に応じて増減制御し得るように形成
している。 上述の構成を有する空気調和機において、前記
シーケンサＳは以下に掲げる各信号を受けると、
インバータ２４への制御出力と、蒸発温度コント
ローラC₁又は凝縮温度コントローラC₃への変更
指令とを発する動作が成されるものであつて、冷
媒温度検出手段３から出される冷房時の低圧冷媒
温度又は暖房時の高圧冷媒温度に対応する信号
と、冷媒温度設定手段４から出される蒸発温度又
は凝縮温度の基準値に対応する信号と、過熱度検
出手段５から出される吸入冷媒の過熱度に対応す
る信号と、過熱度設定手段６から出される過熱度
の基準値に対応する信号との４種の信号を入力と
して受けるものである。 そして、この信号を計時手段７から一定時間例
えば５分経過する毎に発信されるサンプリング信
号に同期して演算部に取り込んで所定の演算を成
し、圧縮機構１２の段階的な能力制御と、蒸発温
度又は凝縮温度の設定基準値の調整制御とを行う
ようになつている。 ここで、第２図に示す制御回路についてその構
成を説明すると、冷媒温度検出手段３は、室外側
ユニツト１における冷房時の低圧冷媒（吸入冷
媒）の温度又は圧力、暖房時の高圧冷媒（吐出冷
媒）の温度又は圧力から冷房時の蒸発温度、暖房
時の凝縮温度を直接又は換算により検出せしめる
検出ユニツトであり、冷媒温度設定手段４は、ポ
テンシヨメータなどを利用して冷房時の蒸発温
度、暖房時の凝縮温度を設定する温度設定器など
であり、過熱度検出手段５は、圧縮機吸入管の圧
力、温度から室外側ユニツト１における吸入冷媒
の過熱度を検出する検出ユニツトであり、過熱度
設定手段６は、ポテンシヨメータなどを利用して
吸入冷媒の過熱度の基準値を設定する温度設定器
などである。 一方、計時手段７は、室外側ユニツト１の運転
時間を計測して５分などの一定時間経過する毎に
サンプリング信号を発するクロツクパルス回路な
どであり、冷媒温度チエツク手段８は、前記計時
手段７が発生するサンプリング信号を受けると、
冷媒温度検出手段３の検出信号（冷房時の蒸発温
度、暖房時の凝縮温度に相当する）と冷媒温度設
定手段４の設定信号（設定温度値に相当する）と
を比較し、差が無いか僅差であつて両者均衡して
いるときはホールド信号を、所定値以上の差が存
していて不均衡であるときは負荷に比し圧縮機能
力が小さいとステツプ増信号を、逆ではステツプ
減信号を夫々発せしめるよう形成している。 次に過熱度チエツク手段９は、前回のチエツク
作動時と同じように引続いてステツプ増信号又は
ステツプ減信号を発しているときを除いて（この
場合は現状の過熱度が設定領域からはずれていな
い状態である）、冷媒温度チエツク手段８のチエ
ツク作動に連動して過熱度検出手段５の検出信号
（現状の吸入冷媒過熱度）と過熱度設定手段６の
設定信号（設定過熱度）とを比較し、差が無いか
僅差であつて両者均衡しているときはホールド信
号を、所定値以上の差が存していて不均衡である
ときは過熱度がつき過ぎている場合は超過熱信
号、過熱度がついていない場合は湿り信号を夫々
発せしめるよう形成しており、一方、冷媒温度設
定値変更手段１０は、前記過熱度チエツク手段９
が発する湿り信号によつて冷媒温度設定手段４の
前記基準値（設定基準温度）を冷房時には強制的
に例えば１℃程度下げ、暖房時には逆に上げ、ま
た、超過熱信号によつて前記基準値を冷房時には
強制的に例えば１℃程度上げ、暖房時には逆に下
げさせて、湿り運転、超過熱運転を未然に防止す
るための温度設定補正を行わせるよう形成してい
る。 次いで圧縮機能力制御手段１１は、冷媒温度チ
エツク手段８のホールド信号で能力可変圧縮機構
１２を現能力に保持し、ステツプ増信号で能力増
加側に、ステツプ減信号で能力減少側に夫々１段
階切換える制御回路に構成している。 一方、圧縮機出力検出手段２７は、圧縮機能力
制御手段１１から出されるステツプ増信号から前
記圧縮機構１２の出力を検出して最大出力状態の
ときに最大出力信号を発信するよう形成してお
り、また、絞り開度調節手段２８は、前記圧縮機
出力検出手段２７が最大出力信号を発信してお
り、かつ、前記過熱度チエツク手段９が湿り信号
を発信しているときに前記膨脹弁２６に対して一
定値だけ開度を絞らせる出力を与えると共に、そ
れ以外のときには膨脹弁２６を全開にさせる出力
を与えるよう形成している。 次に実施例に係る空気調和機の制御運転を第４
図をさらに併せて参照しながら冷房運転を例にと
り説明する。 起動後の過渡時期を過ぎた後に、計時手段７が
５分経過によりサンプリング信号を発信すると、
冷媒温度チエツク手段８が作動して蒸発温度に対
応する検出信号と、蒸発温度の設定基準値に対応
する設定信号と比較し、演算するチエツク(イ)を行
う。 このチエツク(イ)の結果、両信号が均衡している
と、冷媒温度チエツク手段８はホールド信号Ｈを
発信して圧縮機能力制御手段１１を現能力保持状
態のままにさせて圧縮機構１２を現状の回転数の
まま運転続行させる。 チエツク(イ)の結果が不均衡状態を呈していて、
検出信号＞設定信号（上限値）であると圧縮機構
１２の能力が不足であるところから冷媒温度チエ
ツク手段８はステツプ増信号Ｕを発信し、逆に検
出信号＜設定信号（下限値）であると圧縮機構１
２の能力に余裕があるところから冷媒温度チエツ
ク手段８はステツプ減信号Ｄを発信する。 かくしてステツプ増信号Ｕが発信されるときに
は、圧縮機能力制御手段１１はこの信号を受けて
能力増加側に１段階上昇した出力（周波数が１段
増大された交流電力）を圧縮機構１２に発し(ロ)、
またステツプ減信号Ｄが発信されるときには、逆
に能力減少側に１段階下降した出力（周波数が１
段減少された交流電力）を圧縮機構１２に発する
(ロ)。 その後、５分経過すると、冷媒温度チエツク手
段８によつて前述と同様のチエツク(イ)を行わせる
が、前回にステツプ増信号Ｕが発信されている場
合は、再びステツプ増信号Ｕが発信されると圧縮
機構１２の能力を増加せしめるための出力を圧縮
機能力制御手段１１から発せしめ(ロ)、ステツプ減
信号Ｄ又はホールト信号Ｈが発信されると、圧縮
機能力は現状のままに保持すると共に、過熱度チ
エツク手段９を作動させる。 一方、前回にステツプ減信号Ｄが発信されてい
る場合は、再びステツプ減信号Ｄが発信されると
圧縮機構１２の能力を減少せしめるための出力を
圧縮機能力制御手段１１から発せしめ(ロ)′、ステ
ツプ増信号Ｕ又はホールド信号Ｈが発信される
と、圧縮機能力は現状のままに保持すると共に過
熱度チエツク手段９を作動させる。 上記過熱度チエツク手段９は作動により冷媒過
熱度に対応する検出信号と過熱度の設定基準値に
対応する設定信号とを比較し演算するチエツク(ハ)
を行う。 このチエツク(ハ)の結果、両信号が均衡している
と、過熱度チエツク手段９はホールド信号Ｈを発
信して、冷媒温度設定値変更手段１０から変更指
令が出ないように拘束する。 チエツク(ハ)の結果が不均衡状態を呈していて、
検出信号＞設定信号（上限値）であると、過熱し
すぎであるところから過熱度チエツク手段９は超
過熱信号Ｓを発信し、逆に検出信号＜設定信号
（下限値）であると、湿り状態であるところから
過熱度チエツク手段９は湿り信号Ｗを発信する。 そこで超過熱信号Ｓが発信されるときには、冷
媒温度設定値変更手段１０はこの信号を受けて冷
媒温度設定手段４に対して設定基準値を強制的に
上げる増加変更出力を発信する(ニ)。 一方、湿り信号Ｗが発信されるときには、冷媒
温度設定値変更手段１０はこの信号を受けて冷媒
温度設定手段４に対して設定基準値を強制的に下
げる減少変更出力を発信する(ニ)′。 このようにして、増加変更出力が発信されると
(ニ)、冷媒温度設定手段４の設定基準値が引き上げ
られる結果、圧縮機構１２の能力を１段階切り換
えるに必要な時点における過熱度は当初よりも下
つてくるので、吐出管温度の上昇を抑えて過熱度
が適正に保たれた安定運転が維持されることとな
る。 逆に、減少変更出力が発信されると(ニ)′、冷媒
温度設定手段４の設定基準値が引き下げられる結
果圧縮機構１２の能力を１段階切り換えるに必要
な時点における過熱度は当初よりも上つてくるの
で、吸入管において冷媒が湿り領域にまで温度低
下するのを抑えて過熱度が適正に保たれ、この場
合も安定運転が維持されることとなる。 以上述べた如き冷媒温度設定値の強制変更が成
された後は、再び冷媒温度チエツク手段８を作動
させて前記検出信号と強制変更後の温度設定値に
対応する設定信号との比較ならびに圧縮機能力制
御手段１１の作動による圧縮機の段階的能力制御
が成されるものである。 このように、圧縮機構の能力を綜合負荷に適応
した能力に段階制御しながら吸入管過熱度を一定
時間毎にチエツクし、運転上悪影響を及ぼす問題
が生じるような場合には、冷房時の蒸発温度、暖
房時の凝縮温度の設定値を強制的に変更させて、
安定した空調運転を室外側ユニツトの側のみで制
御することが可能であり、しかも各利用側におい
ては負荷に応じた無段階的能力制御が果される。 ところで、圧縮機構１２の出力が空調負荷に対
して大きく余裕がある場合は問題を生じないが、
室内側ユニツト２_A〜２_Cが一斉に運転に入つて圧
縮機構１２の全出力に比して綜合負荷が大きくな
る全負荷運転になると、前述したように蒸発温度
が上昇し、過熱度が減少する結果、最悪の場合に
は冷媒が蒸発し切れずに湿り状態となる。 そこで、前述したように冷媒温度設定値の強制
引き下げを行わせるが、それでも湿り状態が依然
として続くような場合には、圧縮機出力検出手段
２７が圧縮機構１２の出力状態を検出して(ホ)、全
出力であることを検出すると、前記絞り開度調節
手段２８に対して前記制御弁２６を絞らせるため
の信号を出力する。 従つて、絞り開度調節手段２８は流量制御弁２
６を予め設定した一定値だけ絞らせる出力を発す
る(ト)ので、室内側ユニツト２_A〜２_Cに送給される
冷媒液の流量は減少するに至り、その結果、蒸発
温度が下つてきて過熱度がついてくるので、湿り
状態は適度の過熱状態に移行してくる。 かくして室外側ユニツト１における吸入冷媒は
適切な過熱度を保持した状態に制御されるが、負
荷が減少してきて過熱度がつき過ぎてくると、制
御弁２６の開度を絞り開度調節手段２８の信号に
よつて全開状態に戻させ(ト)′、さらに圧縮機構１
２に対しステツプ減少側への指令を発するように
なる。 上記実施例は絞り機構２６として流量制御弁を
用いているが、該制御弁に並列に電磁弁を有する
バイパス管を接続するようにした変形例であつて
もよく、この場合は流量制御弁の口径が小さい場
合に冷媒流量を制限する必要のないときにも抵抗
がついて好ましくないことから、これを防止する
上に有効であつて、全負荷全出力運転時に湿り信
号Ｗが発信されると、電磁弁をまず閉止し前記制
御弁は全開状態にしておき、更に湿り信号が出た
ときには前記制御弁の開度を小さくしてゆくよう
にするものであつて、かかる変形も亦本考案に含
まれる。 （考案の効果） 本考案は、室内側ユニツトにおける負荷が大き
くなつて能力可変圧縮機構１２の全出力に比し大
となるなどにより湿り運転状態になつても、室外
側ユニツト１に設けた絞り機構２６を全開から一
定値絞らせて蒸発温度の上昇を防ぎ過熱度が一定
値に保持されるように制御し得るので、圧縮機構
１２にとつて危険な湿り運転が生じるおそれはな
く、圧縮機の故障が少い高信頼性の装置を提供し
得る。 しかもこの制御が１基の室外ユニツト１側で可
能であるので制御系の簡素化がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成を明示するブロツク図、
第２図及び第３図は本考案の１実施例に係るブロ
ツク示制御回路図及び装置冷凍回路図、第４図は
同じく作動態様を示す流れ線図である。 １……室外側ユニツト、２_A，２_B……室内側ユ
ニツト、９……過熱度チエツク手段、１２……能
力可変圧縮機構、２６……絞り機構、２７……圧
縮機出力検出手段、２８……絞り開度調節手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 能力可変圧縮機構１２を有する室外側ユニツト
   １に対して、複数基の室内側ユニツト２Ａ，２Ｂ
   …を並列接続してなる空気調和機において、冷媒
   流量の調節可能な絞り機構２６を、前記室外側ユ
   ニツト１の液管に介設する一方、吸入冷媒の過熱
   度を検出して湿り状態か否かで異なる信号を発信
   する過熱度チエツク手段９と、前記能力可変圧縮
   機構１２の出力を検出する圧縮機出力検出手段２
   ７と、前記過熱度チエツク手段９が吸入冷媒の湿
   り状態を検出し湿り信号を発信していて、かつ、
   前記圧縮機出力検出手段２７が能力可変圧縮機構
   １２の最大出力状態を検出し、最大信号を発信し
   ているときに、前記絞り機構２６に対して冷媒流
   量を減少させる絞り側の出力を与える絞り開度調
   節手段２８とを制御回路に設けたことを特徴とす
   る空気調和機。