JPH024374Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 この考案は、１台の室外側ユニツトに複数の室
内側ユニツトを接続してなるマルチ形空気調和機
の改善に関する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

マルチ形空気調和機にあつては、圧縮機、室外
フアンを備える室外側熱交換器を配して構成され
る室外側ユニツトに、室内側熱交換器を配して構
成される室内側ユニツトを複数接続してなるもの
として知られている。

ところで、このようなマルチ形空気調和機は従
来から、室内側ユニツトと室外側ユニツトとを一
組の専用ユニツトとして開発が行なわれている。
すなわち、室外側ユニツトに対して組合せできる
室内側ユニツトの台数、室内側ユニツトの容量、
さらには形態はあらかじめ決められていて、この
決められた条件において冷凍サイクルが良好に働
くようになされている。

このため、マルチ形空気調和機においては、決
められた台数と異なる台数の室内側ユニツトを組
合せたり、決められた室内側ユニツト以外の室内
側ユニツトを組合せることは、室内側ユニツトが
規定の能力を発揮できない、圧縮機に無理がかか
るなどの不具合を生じて、できないといつた大き
な課題を有している。

そこで、組合せ使用可能な室内側ユニツトの台
数ならびに種類を豊富に用意することが考えられ
るが、膨大な開発負荷がかかり、事実上、不可能
に近く、ユーザのために用意される室内側ユニツ
トのバリエーシヨンはきわめて少ない。

しかし、ユーザは部屋の数、部屋の使用目的、
大きさ、構造などから各部屋に最もふさわしい容
量形態の室内側ユニツトの設置を望むにある。し
かも、従来からマルチ形空気調和機は、各室内の
負荷に応じて各室内ユニツトの能力を個別に制御
させることができず、なかなか設定した温度に室
内が到達しないといつた問題がある。

〔考案の目的〕

この考案は上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、室内側ユニツトの
制限にかかわらずに、自由に室内側ユニツトを選
んで室外側ユニツトと組合せることができるとと
もに、各室内側ユニツトを独立に負荷に応じて能
力を制御することができるマルチ形空気調和機を
提供することにある。

〔考案の概要〕

すなわち、この考案は室外側ユニツトを構成す
る圧縮機にその吸込側の冷媒状態の変化に応じ圧
縮機の回転数を変化させて吸込側圧力を一定に維
持する圧縮機回転制御手段を設け、室外ユニツト
に室外側熱交換器における冷媒状態の変化に応じ
その流通する冷媒の圧力を変化させて室外側熱交
換器の圧力を一定に維持する圧力制御手段を設
け、各室内側ユニツトの室内側熱交換器に対する
過熱度をそれぞれ一定に維持させる制御手段を設
けたことにより、室内側ユニツトの容量、台数、
形態にかかわらず各室内側ユニツトに充分な量の
冷媒を循環させるべく、高圧側と低圧側との圧力
差を一定に堅持するとともに、それぞれの室内側
ユニツトに対して負荷状態に見合つた最適の冷媒
量を供給しようとするものである。

〔考案の実施例〕

以下、この考案を第１図ないし第３図に示す一
実施例にもとづいて説明する。第１図はマルチ形
空気調和機を示し、図中１は室外側ユニツトであ
る。この室外側ユニツト１は、インバータ回路２
ａを配した能力可変可能な圧縮機２の吐出側に、
室外フアン３ａを配した室外側熱交換器３および
リキツドタンク４、往側分岐系７を順次連結する
とともに、圧縮機２の吸込側にアキユムレータ８
および復側分岐系９を連結して構成される。そし
て、圧縮機２の吸込側には圧力センサ１０が接続
されていて、圧縮機２の吸込側の冷媒状態を吸込
側圧力から検知することができるようになつてい
る。なお、圧力センサ１０の替りに温度センサ
（図示しない）を用いて、吸込側の冷媒飽和温度
から冷媒状態を検知するようにしてもよい。そし
て、この圧力センサ１０には上記圧縮機２のイン
バータ回路２ａにつながる制御回路１１が接続さ
れる。また制御回路１１には、圧力センサ１０か
らの圧力情報にもとづき、圧縮機２の電動部（図
示しない）につながるインバータ２ａの供給周波
数を変化させ、圧縮機２の回転数を変化させて吸
込側圧力を一定に維持するプログラムががなされ
ている。詳しくは、圧縮機２の回転数を一定とし
たとき後述する複数の室内側ユニツト１２…との
組合せで生じる圧縮機２の吸込側圧力の変化に応
じ、室内側ユニツト１２…の台数ならびに容量が
増えたとき、その負荷の増大（吸込側圧力：高）
に伴なつて圧縮機２の回転数を増加するよう、ま
た室内側ユニツト１２…の台数ならびに容量が減
少したときにはその負荷の減少（吸込側圧力：
低）に伴なつて圧縮機２の回転数を減少するよう
に設定されていて、圧縮機２の冷媒状態の変化に
応じた回転数の変化から、常にある一定範囲（レ
ベル）の吸込側圧力にするようにしている。

しかるに、制御回路１１、圧力センサ１０なら
びにインバータ回路２ａから圧縮機回転制御手段
１３が構成される。また、室外側熱交換器３の吐
出側には圧力センサ１４が接続されていて、室外
側熱交換器３における冷媒状態を凝縮圧力から検
知することができるようになつている。なお、圧
縮機１の吐出側圧力から室外側熱交換器３におけ
る冷媒状態を検知するようにしてもよい。そし
て、この圧力センサ１４には制御回路１５が接続
される。また室外フアン３ａの電動部３ｂには先
に述べた周波数によつて圧縮機２の回転数を可変
するインバータ回路２ａと同様なインバータ回路
１６が接続されている。そして、このインバータ
回路１６と上記制御回路１５とが接続されて、圧
力制御手段１７を構成している。すなわち、制御
回路１５には、圧力センサ１４からの圧力情報に
もとづきインバータ回路１６の供給周波数を変化
させ、室外フアン３ａの回転数を変化させて室外
側熱交換器３の圧力、すなわち凝縮圧力を一定に
維持するプログラムがなされ、詳しくは室外フア
ン３ａの回転数を一定としたとき後述する複数の
室内側ユニツト１２…の組合せ形態で変化する凝
縮圧力に応じ、室内側ユニツト１２…の台数なら
びに容量が増えたとき、その凝縮圧力の増大に伴
なつて室外フアン３ａの回転数の増加するよう、
また室内側ユニツト１２…の台数ならびに容量が
減少したときにはその凝縮圧力の減少に伴なつて
室外フアン３ａの回転数を減少するように設定さ
れていて、室外フアン３ａの室外側熱交換器３の
冷媒状態の変化に応じた回転数の変化から、室外
側熱交換器３を流通する冷媒の圧力を常にある一
定範囲（レベル）に維持することができるように
なつている。なお、室外フアン３ａは外気温度に
対してもその回転数が可変するようになつてい
る。

一方、図中１２…は複数の室内側ユニツトであ
る。これら室内側ユニツト１２…はいずれも室内
側熱交換器１８に減圧装置としての膨張弁１９を
連結して構成される。そして、これら室内側ユニ
ツト１２…が上記室外側ユニツト１の往側分岐系
７および復側分岐系９に対して並列に接続され
て、一台の室外側ユニツト１に対し複数の室内側
ユニツト１２…がつながるマルチ形空気調和機を
構成している。

他方、図中２０は各室内側ユニツト１２…の室
内側熱交換器１８…の過熱度を一定に維持する制
御手段を示す。これは、高圧側と低圧側との間の
任意の場所、たとえばリキツドタンク４の出口側
とアキユムレータ８の入口側との間にキヤピラリ
チユーブ２２を介装したバイパス路２３を設け、
各室内側ユニツト１２…と接続する往側分岐系７
の各分岐路７ａ，７ｂ，７ｃ上に流量調整弁２４
ａ，２４ｂ，２４ｃをそれぞれ設ける。さらに、
各室内側ユニツト１２…と接続する復側分岐系９
の各分岐路９ａ，９ｂ，９ｃ上にそれぞれ温度セ
ンサ２５ａ，２５ｂ，２５ｃを設けるとともに、
バイパス路２３の出口側にも温度センサ２６を設
ける。そして、制御回路２７の出力側に上記流量
調整弁２４ａ，２４ｂ，２４ｃを接続するととも
に、制御回路２７の入力側に上記温度センサ２５
ａ〜２５ｃおよび温度センサ２６をそれぞれ接続
して構成される。また制御回路２７には、各温度
センサ２５ａ〜２５ｃ、温度センサ２６から検出
される各室内側熱交換器１４…の戻り冷媒の温度
と、外部との熱の授受がないバイパス路２３の出
口側における冷媒の温度との差をとり、それら各
戻り冷媒温度とバイパス路２３の出口側の冷媒温
度との差をそれぞれ所定の温度差（過熱度）に一
定するべく、各流量調整弁２４ａ，２４ｂ，２４
ｃを開度制御するプログラムがなされている。す
なわち、凝縮圧力および圧縮機２の吸込側圧力を
一定として室内負荷に応じて変化する過熱度を一
定に維持するようにしている。

なお、第１図において、２８は圧縮機２ならび
に室外フアン３ａ等へ電力を供給するための電源
系である。

つぎにこのように構成されたマルチ形空気調和
機の作用について説明する。

室外側ユニツト１に室内側ユニツト１２…をつ
なげて圧縮機２を運転することにより、圧縮機
２、室外側熱交換器３、リキツドタンク４、往側
分岐系７、室内側熱交換器１８…、往側分岐系
９、アキユムレータ８を順に冷媒が流れる冷房サ
イクルが構成される。

ここで、室内側負荷が室内側ユニツト１２…の
台数の変化、室内側ユニツト１２の運転台数の変
化、室内冷房負荷の変化等によつて変化した場
合、圧縮機２の吸込側圧力にその変化が顕著に現
われる。すなわち、たとえば圧縮機２の回転数を
一定として室内側ユニツト１２の運転台数が増え
たとき、あるいは冷房負荷が大きくなつた場合に
は吸込側圧力が上昇し、その逆の場合には吸込側
圧力が下降する現象がみられる。そして、これに
追従して凝縮熱量もたとえは室外フアン３ａの回
転数を一定としたとき、凝縮圧力が増加し、その
逆では減少する。なお凝縮圧力は外気温度が高く
なるときも上昇し、低くなるときも下降するもの
である。とれゆえ、従来ではこれら変化する吸込
側圧力と凝縮圧力とをあらかじめ定めて室内側ユ
ニツト１２…との組合せ（台数、容量、形態）を
決めた専用的な開発が行なわれているが、これで
はユーザの多種多様な要求を充分に満たせ得な
い。

しかし、この考案ではその要求を満たすことが
できる。

すなわち、室内側負荷が増え、圧縮機２の吸込
側圧力が上昇すると、その圧縮機２の吸込側の冷
媒状態の変化を圧力センサ１０でとらえて、イン
バータ回路２ａを介し制御回路１１で圧縮機２の
回転数を増加し、上昇しようとする吸込側圧力を
一定範囲に維持させ、吸込側圧力が逆に下降する
と、圧縮機２の回転数を減少させて、下降しよう
とする吸込側圧力を一定範囲に維持する。すなわ
ち、第２図に示すように、室内側負荷がいかよう
に変化しても室内側負荷に応じた圧縮機２の回転
数の変化で吸込側圧力Psを常に一定範囲Ａ内に
定めることができるようになる。但し、圧縮機２
を最高回転にしても一定範囲を越える場合はその
最高回転数を維持する。

また凝縮圧力は、室内側負荷が増えてその圧力
が増加すると、室外側熱交換器３の冷媒状態の変
化を圧力センサ１４でとらえて、インバータ回路
１６を介し制御回路１５で室外フアン３ａの回転
数を増加し、上昇しようとする凝縮圧力を一定範
囲に維持させ、凝縮圧力が逆に下降すると、室外
フアン３ａの回転数を減少させて、下降しようと
する凝縮熱量を一定範囲に維持する。すなわち、
第３図に示すように、室内側負荷がいかように変
化しても室内側負荷に応じた室外フアン３ａの回
転数の変化で凝縮圧力Pcを常に一定範囲Ｂ内に
定めることができるようになる。なお、外気温度
が変化する場合も同様である。但し、室外フアン
３ａを最高回転にしても一定範囲を越える場合は
その最高回転数を維持する。

この結果、どのような容量、台数、形態（床
置、天吊、天理、壁掛等）の室内側ユニツト１２
…を組合せようとも、各室内側ユニツト１２…に
充分な量の冷媒を循環させるために必要な高圧側
と低圧側との圧力差、すなわち「PS，PC」を一
定範囲内に堅持した状態とすることができる。

一方、先に述べた冷房運転中において、それぞ
れの室内側ユニツト１２…が設置されている室内
の冷房負荷が変化した場合には、室内側ユニツト
１２…からの戻り冷媒の温度にその変化が顕著が
現われる。すなわち、たとえば圧縮機２の吸込側
圧力、凝縮圧力が一定として、室内の冷房負荷が
大きくなると、室内側ユニツト１２…からの戻り
冷媒は過熱度の大きいガス冷媒となり、逆に冷房
負荷が小さくなると、戻り冷媒は過熱度の小さい
ガス冷媒ないし液の混ざつた飽和ガス冷媒とな
る。しかるに、冷房負荷の変化は室内側熱交換器
１４の過熱度の変化として現われる。それゆえ、
従来では各々の室内の負荷に応じて個別に能力を
制御することができなかつた。

しかし、この考案では、外部との熱の授受がほ
とんどなく、また冷凍サイクルと合流する前の冷
媒であるバイパス路２３の出口側温度をほぼ飽和
温度とみなして、この温度と各室内側ユニツト１
２…の戻り冷媒の温度との差が一定となるよう各
流量調整弁２４ａ，２４ｂ，２４ｃを開度制御す
るから、温度差で表わされる過熱度を一定にする
ことができるようになり、充分、かつ最適な冷房
能力を発揮させることができる。すなわち、過熱
度が大きくなると、流量それに対応する調整弁２
４ａ〜２４ｃの開度を大きく、過熱度が小さくな
ると、それに対応する流量調整弁２４の開度を小
さくして、個別に室内ユニツトへの冷媒循環量を
増減させる。故に、それぞれの室内側ユニツト１
２…に対してそれぞれ負荷状態に見合つた最適の
冷媒量を供給させることができる。

したがつて、以上のことを整理すれば、容量、
台数、形態（床置、天吊、天理、壁掛等）を問わ
ず自由に室内側ユニツトを選んで室外側ユニツト
１と組合せて使用することができることはもちろ
ん、その組合せを問わず良好な冷凍サイクルを維
持することができ、しかも各室内側ユニツト１２
…を独立に負荷に応じて能力制御することができ
る。

そのうえ、負荷に応じて室外側ユニツト１は最
適に能力が制御されるから消費電力がすくなくて
すむ。

加えて、各室内ユニツト１２…への冷媒循環量
が自動的に調節されるため室外側ユニツト間の接
続配管の長、径等の不ぞろいによる冷媒循環量の
大きなアンバランス（配管抵抗の変化）を解消す
ることもでき、アンバランスを起因とする室内側
ユニツト１２…の設置上の制約をなくして、自由
に室内側ユニツト１２…の設置場所を選ぶことが
できる。

また、第４図および第５図はそれぞれ異なるこ
の考案の他の実施例を示し、第４図に示すもの
は、流量調整弁２４ａ〜２４ｃがもつ減圧機能を
もつて膨張弁を兼用させて、膨張弁を省いたもの
である。第５図に示すものは上述の一実施例で行
なわれる各室内側ユニツト１２…の停止、運転中
におけるルームサーモによるOFFに伴なう流量
調整弁２４ａ〜２４ｃの全閉機能を、室内側熱交
換器１８につながる流路上にそれ専用の電磁弁３
０…を設けて行なうようにしたものである。

なお、この考案を四方弁といつた冷・暖切換え
のための弁を配した冷・暖房運転可能なマルチ形
空気調和機にも適用できることはいうまでもな
い。

〔考案の効果〕

以上説明したようにこの考案によれば、組合せ
る室内側ユニツトの容量、台数、形態にかかわら
ず、各室内側ユニツトに充分な量の冷媒を循環さ
せるために必要な高圧側と低圧側との圧力差を一
定範囲に堅持することができるようになり、自由
に室内側ユニツトを選んで室外側ユニツト組合せ
て使用することはもちろん、その組合せを問わず
良好な冷凍サイクルを維持することができる。し
かも、各室内側ユニツトの過熱度を一定にしたこ
とで、それぞれ負荷状態に見合つた最適の冷媒量
を各室内側ユニツトに供給させることができ、そ
れぞれの負荷に応じた能力制御を行なうことがで
きる。そのうえ、負荷に応じて室外側ユニツトは
最適に能力が制御されるから消費電力がすくなく
てすむと同時に、各室内ユニツトへの冷媒循環量
が自動的に調節されるため、室外側ユニツト間の
接続配管の長、径等の不ぞろいによる冷媒循環量
の大きなアンバランス（配管抵抗の変化）を解消
することもでき、アンバランスを起因とする室内
側ユニツトの設置上の制約をなくして、自由に室
内側ユニツトの設置場所を選ぶことができる利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第３図はこの考案の一実施例を示
し、第１図はマルチ形空気調和機を示す構成図、
第２図は圧縮機の吸込側圧力が負荷の増減にかか
わらず一定範囲に維持されることを示す線図、第
３図は凝縮圧力が負荷の増減にかかわらず一定範
囲に維持されることを示す線図、第４図および第
５図はそれぞれ異なるこの考案の他の実施例を示
す構成図である。 １……室外側ユニツト、２……圧縮機、３ａ…
…室外フアン、３……室外側熱交換器、１２……
室内側ユニツト、１３……圧縮機回転制御手段、
１７……圧力制御手段、１８……室内側熱交換
器、２０……制御手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮機、室外フアンを備える室外側熱交換器を
   配して構成される室外側ユニツトに、室内側熱交
   換器を配して構成される室内側ユニツトを複数接
   続してなるマルチ形空気調和機において、上記圧
   縮機に、その吸込側の冷媒状態の変化に応じ圧縮
   機の回転数を変化させて吸込側圧力を一定に維持
   する圧縮機回転制御手段を設け、上記室外ユニツ
   トに上記室外側熱交換器における冷媒状態の変化
   に応じその流通する冷媒の圧力を変化させて室外
   側熱交換器の圧力を一定に維持する圧力制御手段
   を設けるとともに、各室内側ユニツトの室内側熱
   交換器に対する過熱度をそれぞれ一定に維持させ
   る制御手段を設けたことを特徴とするマルチ形空
   気調和機。