JPH03191265A - 多室用分離形の空気調和装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は一台の室外機で多室を空調する多室用分離形の
空気調和装置に関するものであり、特に、能力可変型の
圧縮機の能力を可変制御する多室用分離形の空気調和装
置に関するものである。

［従来の技術Ｊ 従来のこの種の空気調和機として、例えば、特開昭６１
−２０８４７３号公報に掲載の技術を挙げることができ
る。

第４図は従来の多室用分離形の空気調和機を示す基本構
成図、第５図は従来の多室用分離形の空気調和機の制御
動作を示すブロック図である。

第４図において、（１）は空調に使用されるガス冷媒を
高温高圧に圧縮して吐出する能力可変型の圧縮機、（２
）は前記圧縮機（１）の吐出するガス冷媒を空調の運転
状態に応じて所要方向に切替え制御して流出させる四方
弁、（３）は屋外に設置された室外熱交換器である。こ
の室外熱交換器（３）は、空調の冷房運転時には、ガス
冷媒を冷却して液冷媒に変換する凝縮器として、また、
暖房運転時には前記液冷媒を蒸発させてガス冷媒に変換
する蒸発器として機能するものである。

（４）は複数の室内に各々設置されて並列運転で空調を
行なう室内熱交換器である。この室内熱交換器（４）は
冷房運転の場合には蒸発器として使用し、暖房運転の場
合には凝縮器として機能するものである。（５）は前記
室内熱交換器（４）に各々配設された流量制御弁である
。この流量制御弁（５）は前記室内熱交換器（４）に流
入する冷媒の流量を可変制御するものである。（６）は
前記圧縮機（１）の吸入側に配設された気液分離器とし
て動作するアキュムレータである。

（７ａ）は前記四方弁（２）と室外熱交換器（３）の間
に取付けられた配管、（７ｂ）は同四方弁（２）とアキ
ュムレータ（６）の間を結ぶ配管、（７Ｃ）は同四方弁
（２）と室内熱交換器（４）に設けられた配管、（７ｄ
）は前記室外熱交換器（３）と室内熱交換器（４）の流
量制御弁（５）の間に配設された配管である。

（８）は前記アキュムレータ（６）に接続された配管（
７ｂ）と配管（７ｄ）の間に配設された毛細管であるキ
ャピラリチューブである。このキャピラリチューブ（８
）は前記配管（７ｄ）に流れる液冷媒の一部を配管（７
ｂ）内に取出して蒸発させるものである。

（９）は前記圧縮機（１）を駆動する電動機である。（
１０）は前記流量制御弁（５）及び電動機（９）を制、
御する制御回路で構成される能力制御手段である。この
能力制御手段（１０）は前記電動機（９）の回転数を制
御することによって、前記圧縮機（１）の能力を可変制
御するものである。（１１）は前記流量制御弁（５）を
駆動して開度を可変させる制御弁駆動部である。この制
御弁駆動部（１１）は前記能力制御手段（１０）によっ
て制御されて前記流量制御弁（５）の開度を可変するも
のである。

（１３）は前記配管（７ｂ）に取付けられた温度センサ
である。この温度センサ（１３）は前記圧縮機（１）に
吸入されるガス冷媒の温度である吸入温度を検出して出
力するものである。（１４）は前記キャピラリチューブ
（８）と配管（７ｂ）の接続部付近に取付けられた温度
センサである。

この温度センサ（１４）は前記キャピラリチューブ（８
）によって取出された液冷媒の蒸発の温度である蒸発温
度を検出して出力するものである。

（１６）は前記室内熱交換器（４）内の冷媒の通路であ
る通路管に各々取付けられた温度センサである。この温
度センサ（１６）は前記取付けられた通路管の温度を検
出し室内温度として出力するものである。

第５図において、（２３）は前記温度センサ（１３）で
構成された吸入温度を検出する吸入温度検出部、（２４
）は前記温度センサ（１４）で構成された蒸発温度を検
出する蒸発温度検出部である。（２５）は前記吸入温度
検出部（２３）及び蒸発温度検出部（２４）の出力を比
較し、冷凍イクル通路に流通する冷媒の全体の過熱度を
算出する過熱度算出部である。（２７）は前記過熱度算
出部（２５）の出力する過熱度の値によって、前記電動
機（９）の電源の周波数を制御する周波数制御部である
。

（３１）は前記温度センサ（１６）で構成された室内温
度を検出する配管温度検出部、（３２）は前記配管温度
検出部（３］）の出力に応じて前記流量制御弁（５）の
開度を制御させる開度制御部である。そして、前記吸入
温度検出部（２３）と蒸発温度検出部（２４）と加熱度
算出部（２５）と周波数制御部（２７）と配管温度検出
部（３１）と開度制御部（３２）は、空調の能力を制御
する能力制御手段（１０）を構成する。

次に、上記のように構成された従来の空気調和機の動作
について説明する。

空調機の冷房運転時において、電動機（９）によって駆
動される圧縮機（１）の吐出する高温高圧のガス冷媒は
、四方弁（２）の切替えによって配管（７ａ）に流出し
て室外熱交換器（３）に流人する。前記室外熱交換器（
３）に流入したガス冷媒は冷却されて液冷媒となり、流
量制御弁（５）を通って室内熱交換器（４）に流入する
。前記室内熱交換器（４）に流入した液冷媒は、前記室
内熱交換器（４）内において蒸発して再度ガス冷媒とな
る。この液冷媒の蒸発潜熱によって室内が冷房されるも
のである。

前記室内熱交換器（４）内で変換されたガス冷媒は、再
度四方弁（２）に戻り、配管（７ｂ）を通ってアキュム
レータ（６）に流入する。そして、前記圧縮機（１）に
吸入されて再度高温高圧のガス冷媒として吐出されるも
のである。

また、暖房運転の場合は、前記圧縮機（１）によって吐
出された高温高圧のガス冷媒は、前記四方弁（２）の切
替えによって、前記配管（７ｃ）を通って室内熱交換器
（４）に流入する。前記室内熱交換器（４）に流入した
高温高圧のガス冷媒の熱は、前記室内熱交換器（４）に
よって室内空気と熱交換されて暖房が行なわれる。

前記室内熱交換器（４）に流入したガス冷媒は、室内空
気との熱交換によって冷却されて液冷媒となる。そして
、前記流量制御弁（５）を流通して前記室外熱交換器（
３）に流入し、蒸発してガス冷媒に変換される。そして
、再度四方弁（２）に戻って配管（７ｂ）に流入し、ア
キュムレータ（６）を通して圧縮機（１）に吸入される
ものである。

上記の様に冷媒が循環して各室内の空調を行なっている
状態において、能力制御手段（１ｏ）は、吸入温度検出
部（２３）によって、前記圧縮機（１）の吸入するガス
冷媒の温度であるで吸入温度を検出し、蒸発温度検出部
（２４）において前記配管（７ｄ）に褌通ずる液冷媒の
蒸発温度を検出する。そして、過熱度算出部（２５）に
おいて前記吸入温度と蒸発温度を比較し冷媒に対する過
熱の全体値として冷媒の過熱度を算出する。

そして、前記周波数制御部（２７）は前記過熱度算出部
（２５）の出力する加熱度の大きさに対応して、前記電
動機（９）の電源の周波数を可変して回転数を増減し、
前記圧縮機（１）のガス冷媒の吐出能力を可変制御する
ものである。

また、配管温度検出部（３１）は前記室内熱交換器（４
）内の通路管の温度を室内温度として検出し出力する。

そして、開度制御部（３２）は前記配管温度検出部（３
１）の出力に応じて各流量制御弁（５）の開度を可変さ
せて、前記室内熱交換器（４）に流入する冷媒の流量を
可変し、前記室内温度として検出した通路管の温度を室
内空調の設定値に制御して、各室内の各々の状況に合致
した冷暖房運転を行なわせるものである。

なお、Ｉ−記説明の従来の空気調和機の技術として、他
に、特開昭６０−１３３２６９号、特開昭６１−１３４
５４５号及び特開昭６１−１２８０６９号公報に掲載の
ものがある。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の多室用分離形の空気調和装置は、上記のように構
成されているから、能力制御手段（１０）は、圧縮機（
１）の能力を可変して、空気調和機全体の空調能力を制
御すると共に、流量制御弁（５）の開度を可変して各室
内各々の空調能力を制御するものである。

しかし、前記圧縮機（１）の吐出するガス冷媒は、冷房
運転時においては、室内熱交換器（４）の熱交換の温度
、即ち室内温度に影響を受け、また暖房運転時には室外
熱交換器（３）の温度、即ち、室外の大気温度に影響を
受ける。したがって、前記吸入温度は圧縮機（１）の吐
出するガス冷媒の温度が変化しても顕著な変化が現れな
い。このため、前記圧縮機（１）は吐出するガス冷媒の
温度にほとんど関係なく制御が行なわれるものである。

したがって、前記ガス冷媒の循環通路或いは圧縮機（１
）に何等かの異常が発生して吐出される冷媒の温度が一
ト昇しても、前記算出された過熱度によって設定される
能力運転を続行し、前記圧縮機（１）或いは冷媒の循環
通路に悪影響を与えると共に、他の箇所に新たな故障を
誘発する可能性があった。

また、必要以上に高いガス冷媒の吐出温度で取れるバラ
ンスでの空調の運転はエネルギーの損失が大きいと同時
に各機器の寿命を短くして不経済になるものである。

そこで、本発明は、経済的な熱効率でバランスが取れ、
しかも、各室内を安定した状態で空調運転を行なう多室
用分離形の空気調和装置の提供を課題とするものである
。

［課題を解決するための手段］ 本発明にかかる多室用分離形の空気調和装置はけ、並列
運転される室内機に装着された複数の蒸発器と、凝縮器
と、前記蒸発器に対する冷媒流量を可変する流量制御弁
を有する冷凍サイクル通路に冷媒を吐出循環させる能力
可変型の圧縮機と、前記圧縮機の冷媒の吐出温度を検出
する温度センサと、前記複数の蒸発器に流通する冷媒の
全体の過熱度を算出させる過熱温度を検出する過熱温度
検出部と、前記室内機の運転の台数を検出する運転台数
検出部と、前記温度センサ及び各検出部の１−１ｊ力を
取込んで前記圧縮機の能力及び流量制御弁、１′）開度
を制御する能力制御手段を備えるものである。

［作用］ 本発明においては、圧縮機の吐出側に取付けた温度セン
サは、前記圧縮機が吐出するガス冷媒の温度を検出でき
る。また、過熱温度検出部は前記圧縮機の吸入するガス
冷媒の温度である吸入温度と、室内熱交換器によって過
熱されない液冷媒を蒸発させた蒸発温度を検出できる。

そして、能力制御手段は、前記温度センサの検出した温
度を取込んで前記圧縮機の吐出するガス冷媒の温度を設
定温度に制御する。また、前記吸入温度と蒸発温度から
、室内熱交換器に流入する冷媒の全体の過熱度を算出し
、流量を制御する流量制御弁の開度を可変制御し、前記
室内熱交換器で行なわれる熱交換の量を制御して空調の
能力を可変制御できる。

［実施例］ 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の多室用分離形の空気調和装
置の基本構成図、第２図は本発明の一実施例の多室用分
離形の空気調和装置の制御動作を示すブロック図、第３
図は本発明の一実施例の多室用分離形の空気調和装置の
ガス冷媒の吐出温度の制御幅を示す温度制御図である。

なお、図中、従来例と同−符号及び同一記号は、従来例
の構成部分と同一または相当部分を示すものであるから
、ここでは、重複する説明を省略する。

第１図において、（１２）は圧縮機（１）のガス冷媒の
吐出管に取付けた温度センサである。この温度センサ（
１２）は前記圧縮機（１）から吐出するガス冷媒の温度
を検出するものである。

（１３）は上記従来例と同様の前記圧縮機（１）に吸入
される冷媒の吸入温度を検出する温度センサ、（１４）
は同キャピラリチューブ（８）によって取出された冷媒
の蒸発温度を検出する温度センサである。そして、これ
ら温度センサ（１３）。

（１４）は流通する冷媒の全体の過熱度を算出する冷媒
の吸入温度と蒸発温度を検出する過熱温度検出部を構成
する。

（１５）は各室内に配置された室内機（図示せず）に取
付けられた運転センサである。この運転センサ（１５）
は前記室内機の運転を検出して出力する運転台数検出部
を構成するものである。

第２図において、（２１）は前記温度センサ（１２）の
出力を取込んで前記圧縮機（１）の冷媒の吐出温度を検
出する吐出温度検出部、（２２）は前記運転センサ（１
５）の出力を取込んで室内機の運転の台数を検出する運
転台数検出部である。

（２３）は従来例と同様の吸入温度検出部、（２４）は
同蒸発温度検出部、（２５）は同過熱度算出部である。

（２６）は前記吐出温度検出部（２１）の出力に応じて
圧縮機（１）の能力を設定する温度設定部である。また
、この温度設定部（２６）は前記過熱度算出部（２５）
の算出する冷媒の過熱度によって前記流量制御弁（５）
の開度の制御値を設定する。更に、前記温度設定部（２
６）は前記運転台数検出部（２２）の出力である運転台
数に応じて、前記圧縮機（１）の能力設定を増減すると
共に流量制御弁（５）の制御弁の開度率を可変するもの
である。（２７）は前記温度設定部（２６）の設定した
能力に対応して電動機（９）を周波数制御し、前記圧縮
機（１）の能力を制御させる周波数制御部である。（２
８）は前記温度設定部（２６）の開度の制御値に対応し
て、前記流量制御弁（５）の開度を制御する開度制御部
である。

そして、前記吐出温度検出部（２１）と運転台数検出部
（２２）と吸入温度検出部（２３）と蒸発温度検出部（
２４）と過熱度算出部（２５）と温度設定部（２６）と
周波数制御部（２７）と開度制御部（２８）は、前記圧
縮機（１）のガス冷媒の吐出能力と流量制御弁（５）の
開度を制御し空調の能力を制御する能力制御手段（１０
）を構成する。

第３図において、“Ｔ“は前記温度設定部（２６）にお
いて設定される前記圧縮機（１）のガス冷媒の吐出温度
である。前記圧縮機（１）は能力制御されてこの吐出温
度でガス冷媒を吐出するものである。“Ｔ１”、　“Ｔ
２″及び“Ｔｎ”は各々運転される室内機が“１台”、
　“２台”及びｎ台″のとき可変設定される、前記圧縮
機（１）のガス冷媒の吐出温度である。“ピは前記吐出
温度と同様に室内機の運転台数に応じて温度設定部（２
６）が設定する過熱度である。

次に、上記のように構成された本実施例の多室用分離形
の空気調和装置の動作について説明する。

電動機（９）の駆動によって圧縮機（１）は高温高圧の
ガス冷媒を吐出する。前記ガス冷媒は空調の冷房運転時
においては、四方弁（２）の切替えによって、室外熱交
換器（３）に流入して液冷媒に変換される。前記変換さ
れた液冷媒は流量制御弁（５）を通して室内熱交換機（
４）に流入し蒸発してガス冷媒に再変換され、その蒸発
潜熱で冷房を行なう。前記再変換されたガス冷媒は、前
記四方弁（２）を再度通ってアキュムレータ（６）に流
入され、前記圧縮機（１）に再度吸入されて圧縮され高
温高圧のガス冷媒となる。

また、暖房運転時においては、前記圧縮機（１）が吐出
する高温高圧のガス冷媒は、前記四方弁の切替えによっ
て室内熱交換器（４）に流入し、前記ガス冷媒の有する
熱によって室内を暖房する。

前記室内を暖房したガス冷媒は、前記室内の空気に冷却
されて液冷媒に変換され、流量制御弁（５）を通り室外
熱交換器（３）に流入してガス冷媒に再変換される。前
記再変換されたガス冷媒は再度四方弁を通ってアキュム
レータ（６）を経由して圧縮機（１）に再度吸入圧縮さ
れて吐出されるものである。

上記の様に空調動作を行なっている状態において冷房運
転されているとき、能力制御手段（１０）の温度設定部
（２６）は、運転台数検出部（２２）よって検出された
室内機の運転台数によって吐出温度“Ｔ”を設定する。

このとき、吐出温度検出部（２１）は前記圧縮機（１）
のガス冷媒の吐出温度を温度設定部（２６）に出力する
。前記温度設定部（２６）は運転台数によって設定され
た吐出温度、例えば室内機が１台運転されている場合に
は、吐出温度“Ｔ１”と前記検出された吐出温度を比較
し、前記吐出温度が所定の温度となるよう圧縮機（１）
の能力を設定する。そして、周波数制御部（２７）は前
記温度設定部（２６）の設定出力に対応して電動機（１
）の回転数を制御して前記圧縮機（１）の能力を可変制
御するものである。

室内機が２台の並列運転の状態になると、前記運転台数
検出部（２２）は運転台数“２”を検出して出力するた
め、前記温度設定部（２６）は吐出温度の設定を吐出温
度“１２“に可変する。これによって、前記圧縮機（１
）は能力を増加制御されるものである。

また、前記温度設定部（２６）は、過熱度算出部（２５
）の算出した冷媒の加熱度を取込んで、前記室内機の運
転台数“１”によって設定される過熱度“ｔｌ”を設定
する。そして、前記過熱度算出部（２５）の出力である
冷媒の過熱度と比較し、前記算出された過熱度を設定し
た過熱度“ｔｌ”に制御する前記流量制御弁（５）の開
度を設定するものである。

そして、開度制御部（２８）は前記温度設定部（２６）
の設定出力に対応して制御弁駆動部（１１）を制御し、
前記流量弁制御弁（５）の開度を可変するものである。

このように、上記実施例の多室用分離形の空気調和機は
、並列運転されて各室内の空調を行なう室内機に配置さ
れた蒸発器である室内熱交換器（４）と、室外に設置さ
れた凝縮器である室外熱交換器（３）と、前記室内熱交
換器（４）に流入する冷媒の流量を制御する流量制御弁
（５）を有する冷凍サイクル通路に冷媒を循環させる能
力可変型の圧縮機（１）の吐出管に配設されてガス冷媒
の温度を検出する温度センサ（１２）と、前記圧縮機（
１）の冷媒の吸入管に取付られた温度センサ（１３）及
び配管（７ａ）とキャピラリチューブ（８）の接続部に
取付けられた温度センサ（１４）で構成され、複数の室
内熱交換器（４）に流入する冷媒の過熱度を算出する吸
入温度及び蒸発温度を検出する過熱温度検出部と、空調
の室内機に取付けられた運転センサ（１５）によって前
記室内機の運転台数を検出する運転台数検出部と、前記
温度センサ（１２）の出力を取込む吐出温度検出部（２
１）と、前記運転センサ（１５）の出力を取込む運転台
数検出部（２２）と、前記温度センサ（１３）の出力を
取込む吸入温度検出部（２３）及び温度センサ（１４）
の出力を取込む蒸発温度検出部（２４）と、前記吸入温
度検出部（２３）及び蒸発温度検出部（２４）の出力を
取込んで冷媒の過熱度を算出する過熱度算出部（２５）
と、前記吐出温度検出部（２１）の出力である吐出温度
の大きさに対応して前記圧縮機（１）の能力を設定する
と共に、前記運転台数検出部（２２）によって検出され
る運転台数によって、前記圧縮機（１）の能力制御の設
定位置を可変し、且つ、前記過熱度算出部（２５）の出
力の大きさによって、前記室内熱交換器（４）に流入す
る冷媒の流量を制御する流量制御弁（５）の制御弁の開
度を可変設定すると共に、前記運転台数検出部（２２）
の検出する運転台数によって、前記流量制御弁（５）の
開度制御の設定位置を可変する温度設定部（２６）と、
前記温度設定部（２６）の設定出力に対応して前記圧縮
機（１）を駆動する電動機（９）の電源の周波数を可変
して、前記圧縮機（１）の能力を可変する周波数制御部
（２７）と、前記温度設定部（２６）の設定出力に応じ
て流量制御弁（５）の開度を可変し、前記室内熱交換器
（４）に流入する冷媒の流量を制御する開度制御部（２
８）で構成される能力制御手段（１０）を備えるもので
ある。

したがって、上記実施例は、前記温度センサ（１２）に
よって検出される圧縮機（１）のガス冷媒の吐出温度に
よって、前記圧縮機（１）の能力を制御するものである
から、前記圧縮機（１）は異常な高温でガス冷媒を吐出
することがない。

このため、前記圧縮機（１）或いは冷媒の循環経路を監
視して故障の発生を低減できる。また、室内機の運転台
数によって前記圧縮機（１）の制御のポイントを可変設
定するものであるから、負荷の増減に対応させた能力に
切替えて運転制御が行なえる。このため、エネルギー損
失の少ないバランスの取れた空調の制御が行なえると共
に、前記圧縮機（１）及び冷媒の循環経路等を保護しそ
の結果として各機器の耐用年数が増加して経済的である
。

［発明の効果〕 以上のように、本発明の多室用分離形の空気調和機は、
並列運転される室内機に装着された複数の蒸発器、凝縮
器、前記蒸発器に対する冷媒流量を可変する流量制御弁
を有する冷凍サイクル通路に冷媒を吐出循環させる能ツ
ノ可変型の圧縮機と、前記圧縮機の冷媒の吐出温度を検
出する温度センサと、前記複数の蒸発器に流通する冷媒
の全体の過熱度を算出させる冷媒の温度を検出する過熱
温度検出部と、前記室内機の運転の台数を検出する運転
台数検出部と、前記温度センサ及び検出部の出力を取込
んで前記圧縮機の能力及び流量制御弁の開度を制御する
能力制御手段を備えるものであるから、前記温度センサ
によって検出されるガス冷媒の吐出温度によって前記圧
縮機の能力を制御し、室内機の運転台数によって前記圧
縮機の能力制御のポイントを可変設定できる。したがっ
て、前記圧縮機及び冷媒の循環経路等を保護できると共
に、負荷の増減に対応させた能力で運転が行なえる。こ
のため、エネルギー損失の少ないバランスの取れた空調
の制御が行なえると共に、前記圧縮機及び冷媒の循環経
路を監視でき各機器の耐用年数が増加して経済的である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の多室用分離形の空気調和装
置の基本構成図、第２図は本発明の一実施例の多室用分
離形の空気調和装置の制御動作を示すブロック図、第３
図は本発明の一実施例の多室用分離形の空気調和装置の
ガス冷媒の吐出温度の制御幅を示す温度制御図、第４図
は従来の多室用分離形の空気調和機を示す基本構成図、
第５図は従来の多室用分離形の空気調和機の制御動作を
示すブロック図である。 図において、 １０：能力制御手段 １２．１３．１４：温度センサ １５：運転センサ である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 並列運転される室内機に装備された複数の蒸発器、凝縮
   器、前記蒸発器に対する冷媒流量を可変する流量制御弁
   を有する冷凍サイクル通路に冷媒を吐出させる能力可変
   型の圧縮機と、 前記圧縮機の冷媒の吐出温度を検出する温度センサと、 前記複数の蒸発器に流通する冷媒の全体の過熱度を算出
   する冷媒の温度を検出する過熱温度検出部と、 前記室内機の運転の台数を検出する運転台数検出部と、 前記温度センサ及び各検出部の出力を取込んで前記圧縮
   機の能力及び流量制御弁の開度を制御する能力制御手段
   と、 を具備することを特徴とする多室用分離形の空気調和装
   置。