JPH0379946A - 多室用空気調和機 - 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］ この発明は、１台の室外機に複数台の室内機を接続する
冷媒マルチ方式と、ダクトにより空調を行う可変風量方
式を備えた多室用空気調和機に関するものである。

［従来の技術］ 従来、ビル等の複数の部屋を独立に温度制御する空気調
和機には、ヒートポンプ室外機を熱源とし、この室外機
に各部屋に設置された室内機を並列に接続する、いわゆ
る冷媒マルチ方式と、ダクトにより冷温風を各部屋に送
風し、各部屋ごとに吹き出し量をダンパで調節する、い
わゆる可変風量方式とがあった。

冷媒マルチ方式は、通常の１：１のヒートポンプ式空気
調和機と同様に、各部屋で空調の０Ｎ１０ＦＦ室温の調
節が行えるもので、室内機には熱交換器、冷媒流量調節
用の膨張弁、室内送風機等が内蔵され、また室外機は圧
縮機、四方切換弁、熱交換器、室外送風機、アキューム
レータ等で構成され、室内機の運転台数や負荷に応じて
圧縮機の容量制御及び膨張弁を制御して各部屋を個別に
空調できるようになっている。この方式の冷凍サイクル
の構成及びｆ！ｒｌＪ　′４Ｂ方弐に関する公知技術は
多数にあり、例えば特開昭６２−１０２０４６号公報な
どで知られている。

また、可変風量方式による空調シシテムも多数提案され
ているが、これらを代表するものとして、日本冷凍協会
発行の冷凍空調便覧（新版・第４版応用編）の図２・１
０（ａ）に示された空調システムがある。第１１図はこ
の従来例の空気調和システム構成図である。

第１１図において、２３は被空調室（図では、４部屋の
場合を示している）、９は部屋２３の天井内に配置され
た室内機で、熱交換器７．送風機２２から構成されてい
る。２４は室内機９の空気吹出口に接続された主ダクト
、２５はこの主ダクト２４から部屋数に応じて分岐した
４木の技ダクト、２６はこの技ダクト２５の途中に押入
された絞り型のＶＡＮ　（可変風量）ユニット、２７は
このＶＡＮユニット２６内に回転可能に取り付けられた
ダンパ、２８は上記技ダクト２５の末端に取り付けられ
た吹出口、３８は部屋２３のドアー下部に設けられた吸
入口、３９は廊下天井面に設けられた天井吸入口、４０
はこの天井吸入口３９と前記室内１９の吸入口を接続す
る吸入口ダクト、３１は上記各部屋２３に各々取り付け
られた、室温検出器と室温設定器（図示せず）を有する
ルームサーモスタット、４２は上記主ダクト２４内に取
り付けられた温度検出器、４３は同じく主ダクト２４内
に取り付けられた圧力検出器、６は上記熱交換器７に接
続したヒートポンプなどの熱源機である。

上記のように構成された従来の空気調和機において、各
ルートサーモスタット３１で使用者が設定した設定室温
と検出された現在の室温との温度差に応じてダンパ２７
の開度を任意の位置に各々調節する。そして、ダンパ２
７の開度に応じ、主ダクト２４内の圧力が変化し１、こ
れを圧力検出器４３が検出し、予め設定した設定圧力に
なるように送風機２２の容量を変化させる。また、送風
量の変化に伴い熱交換器７の出口側の送風温度が変わる
ため、この温度を温度検出器４２で検出し、予め設定し
ておいた送風温度になるよう熱源ｍ６の能力を制御する
。このように略一定温度に調節された空気は吹出口２８
から室内熱負荷の大小に応じた風量で部屋２３内へ吹き
出す。部屋２３を空調した空気は吸入口３８から廊下等
のスペースを通り天井吸入口３９へ流れ、吸入ダクト４
０を経由して再び室内機９へ戻る。

以上の動作説明から明らかなように、一般的なＶＡＮシ
ステムは設計された熱負荷に応して送風温度と送風圧力
の最適値を決定し、これら値が略一定になるように熱源
機と送風機の容量を制御するものである。

［発明が解決しようとする課題１ 以上のような従来の空気調和機のうち、冷媒マルチ方式
のものにあっては、室外機が１台で済むため、室外機の
設置スペースの制約が多いビル空調に適し、また、一般
に室外機を設置する屋上から室内機を設置するフロア−
までを１対の冷媒配管で施工できるため、ビルのバイブ
シャフトの占有面積も少なくて済む。その反面、独立し
て温度制御したい部屋数が増えると、室内機の台数が増
え価格が高（なると共に、メンテナンスの必要な部分が
分散し、特にユーザーとビルのオーナーが異なるテナン
トビル等では、居室内に入ってサービスする必要がある
ため、サービスする時間帯の制約を受けるという問題点
がある。また、熱負荷の小さい小部屋に対応できる小容
量のユニットは接続できない場合が多い。特に、この方
式で小部屋対応を行うには室内機の先をダクト分岐する
必要があるが、しかし、この場合、独立した温度制御を
行うことは不可能である。

また、従来の冷媒マルチ方式は、最近要求の高まってい
る将来の間仕切り変更にも対応できるように小容量の室
内ユニットを多数配置する空調方式への対応にもおのず
と限界が発生するという問題がある。

また、従来の可変風量方式による空気調和機では、ダク
ト工事とダンパの設置だけで任意数の部屋を空調でき、
小部屋にも十分対応可能であるが、送風のための太いダ
クトが必要となり、建物によってはダクトスペースがと
れない場合があったり、また、例えば、梁部分にダクト
を通す場合は十分な面積がとれないため、−旦ダクトを
縮径して梁貫通を行い再び拡径したり、ダクトを一旦細
いダクトに分岐させて梁を貫通した後で再び合流させる
などしてダクト工事を行う必要があり、工事コストが高
くなると共に、ダクト系の圧力損失の増大を招き、これ
に伴い空気の搬送動力や騒音が増大するという問題があ
る。この解決策として、ダクト工事が簡単に行える区画
ごと、すなわち、梁に囲まれた区画ごとに可変風量方式
による空気調和機を配置することが考えれれるが、この
場合は室外機の台数が増え、設置スペースの問題が新た
に発生してしまう。

また、冷媒マルチ方式の室内Ｒを可変風量方式の室内機
として使用することも考えられるが、冷媒マルチ方式の
室内機は容量変化幅が小さく、例えば、送風機の強／弱
のノツチ切換えを行う程度の容量変化にしか対応できな
い場合がほとんどであり、容量変化幅が２０％〜１００
％程度ある可変風量方式の室内機を接続するには問題が
あった。

また、第１１図に示す従来例のように、室内機の風量変
化による吹出温度変化で室外機の容量制御を行う方式で
は、風量が急激に変化した場合、熱源例の応答が遅れて
、吹出温度が極端に低下したり、冷媒の圧力が異常上昇
するという危険を合せ持っている。

この発明は上述した問題を解決して、冷媒マルチ方式と
可変風量方式の利点を生かし、冷媒マルチ方式でありな
がら可変風量方式の室内機が接続できる多室用空気調和
機を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段１ この発明に係る多室用空気調和機は、容量可変形圧縮機
、四方切換弁、室外送風機を備えた室外熱交換器及びア
キュームレータを順次接続すると共に、室外熱交換器の
冷房時の出口側に配設した前記アキュームレータ内の冷
媒と熱交換可能な熱交換器を設けて冷媒回路を形成する
冷暖切換可能な室外機と、室内送風機を備えた室内熱交
換器及び電気信号で駆動する膨張弁を直列に接続して冷
媒回路を形成すると共に、室内熱交換器の熱交換能力に
応した能力コード出力手段を備えた複数の室内機とを主
管及び分岐管により接続して冷凍サイクルを構成し、暖
房運転時の室内熱交換器の出口及び冷房運転時の室外熱
交換器の出口に配設した温度検出手段と、圧縮機の高圧
圧力状態及び低圧圧力状態を検出する圧力検出手段、及
び前記能力コード信号出力手段からの信号により、前記
膨張弁及び容量可変形圧縮機を制御するよう構成したも
のである。

［作　用］ この発明における多室用空気調和機は、暖房運転時の室
内熱交換器の出口及び冷房運転時の室外熱交換器の出口
の配設した温度検出手段と、圧縮機の高圧圧力状態を検
出する圧力検出手段とにより過冷却度を検出し、この過
冷却度及び圧縮機の高圧圧力状態及び低圧圧力状態を検
出する圧力検出手段からの信号と、室内熱交換器の熱交
換能力に応じた能力コード信号により、膨張弁及び容量
可変形圧縮機を制御し、冷房及び暖房運転時とも複数の
室内機の能力に応じて冷媒供給のバランスをとるととも
に、冷房運転時は低圧圧力状態が常に一定となるように
、また暖房運転時は高圧圧力状態が常に一定となるよう
に冷媒の循環量を制御する。これによって、冷媒マルチ
方式でありながら可変風量方式の室内機が接続でき、少
ない室内機で多くの独立した部屋の空調を可能にする。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明の一実施例による多室用空気調和機
の冷媒回路図、第２図は同多室用空気調和機をビルの１
フロア−に設置した時の設置構成図、第３図は同多室用
空気調和機の制御装置及び能力コード信号出力手段のブ
ロック図である。

第１図において、１は容量可変形圧縮機、２は四方切換
弁、３は室外熱交換器、４はアキュームレータ、５はア
キュームレータ４内の熱交換器で、液管接続口と室外熱
交換器３の間の配管をアキュームレータ内冷媒と熱交換
するようにしてあり、上記構成部分を順次接続すること
により、室外機６の冷媒回路を構成している。

また、７ａ〜７ｃはそれぞれ室内送風機２２ａ〜２２ｃ
を備えた室内熱交換器、８ａ〜８ｃは電気信号により駆
動する可逆式の膨張弁であり、この膨張弁８ａ〜８ｃは
冷房運転時に室内熱交換器の入口側に配設され、これに
よって室内機９ａ〜９Ｃの冷媒回路を構成している。

１０は室外機６のガス管接続口に接続されたガス側主管
であり、他端はガス側分岐管１２ａ〜１２Ｃに分岐され
、各々室内機９ａ〜９Ｃのガス管接続口に接続されてい
る。１１は室外機６の液接続口に接続された法例主管で
あり、他端は法例分岐管１３ａ〜１３ｃに分岐され、各
々室内機９ａ〜９Ｃの液管接続口に接続されている。１
４は容量可変形圧縮機１の吐出圧力（高圧圧力）を検出
する圧力検出手段である圧力センサ、１５は容量可変形
圧縮機１の吸入圧力（低圧圧力）を検出する圧力検出手
段である圧力センサ、１６ａ〜１６Ｃは室内熱交換器７
ａ〜７Ｃの暖房運転時に出口配管の温度を検出する温度
検出器であるサーミスタ、１７は室外熱交換器３の冷房
運転時に出口温度を検出する温度検出器であるサーミス
タ、１８ａ〜１８ｃは室内熱交換器７８〜７Ｃの熱交換
能力に対応した能力コード信号を出力する能力コード信
号出力手段、Ｉ９は前記温度及び圧力信号と前記能力コ
ード信号出力手段１８ａ−１８ｃからの信号を人力して
、前記膨張弁８ａ〜８Ｃ及び容量可変形圧縮機１を制御
する制御装置、２０は圧縮機１の回転数を可変して容量
を変化させるインバータ装置である。

次に、第２図において第１図と同一番号を示す部分は第
１図と同一部又は相当部分を示す。また、２３ｃ〜２３
ｅは個々に個別空調を行う被空調室、２４は被空調室２
３ｃ〜２３ｅに対応する天井内に設置された室内機９Ｃ
の空気吹出口に接続された主ダクト、２５ｃ〜２５ｃは
この主ダクト２４から部屋数に応じて分岐した３木の技
ダクト、２６０〜２６ｅはこの技ダクト２５ｃ〜２５ｅ
の途中に挿入された絞り型のＶＡＮユニット、２７ｃ〜
２７ｃはこのＶＡＮユニット２６０〜２６ｅ内に回転可
能に取り付けられたダンパー、２８ｃ〜２８ｅは上記技
ダク）２５ｃ〜２５ｅの末端に取り付けられた吹出口、
２９ｃ〜２９ｅは部屋の天井部に設けられた吸入口、３
０は室内機９Ｃの吸入口、３１ａ〜３１ｅは上記各部屋
に取り付けられた室温検出器と室温設定器（図示せず）
を備えたルームサーモスタット、３２は室内機９Ｃの吹
出口に取り付けられた送風星検出手段、３３は送風機２
２ｃの送風量を可変するインバータ装置である。

室内機９ａ、９ｂはそれぞれ被空調室２３ａ。

２３ｂの天井内に設置されるもので、その吸入口及び吹
出口（図示せず）を備えたパネル３４ａ３４ｂは被空調
室２３ａ、２３ｂに開口している。

それぞれの室内機９ａ〜９Ｃに接続された冷媒配管１０
．１１は、天井内の梁部分３５に形成した小さな梁貫通
穴３６を通して施工され、パイプシャフト３７を通して
屋上に設置した室外機（図示せず）に接続されている。

次に、第３図に示すブロック図の構成について説明する
。

第３図において、制御装置１９は全体を制御する中央処
理装置（以下、ＣＰＵという）５３と、冷媒マルチ及び
可変風量制御のためのプログラム及びその他のデータを
格納するメモリ５４と、入力回路５２及び出力回路５５
を備え、入力回路５２には室内熱交換器の容量を設定す
る容量設定スイッチ５８ａ（能ツノコード信号出力手段
１８ａ〜１８ｂに相当する）が接続されている。この容
量設定スイッチ５８ａは、図面では１個のみしか図示さ
れていないが、室内熱交換器７ａ〜７Ｃに対応して、符
号５８ｂ、５８ｃで示す如く設けられるものであり、そ
して、これら各容量設定スイン＋５８ａ〜５８ｃは各々
３ビツトのスイッチで構成され、各々室内熱交換器７ａ
〜７Ｃの能力に合せて８通りの設定が可能になっている
。５７は容量設定スイッチ５８ａに接続したレベル設定
抵抗、５１は温度検出容１６ａ−１６ｃで検出された温
度及び送風検出手段３２で検出された風量をデジタル量
に変換するＡ−Ｄ変換器であり、このＡ−り変換器５１
は入力回路５２に接続されている。

また、５６は出力回路５５に接続された出力バッファで
、このバッファ５６には室内熱交換Ｈ７ａの膨張弁８ａ
が接続されている。なお、図示されていないが、室内熱
交換器７ｂ、７ｃに対応する膨張弁８ｂ、８ｃも同様な
接続構成になっている。

次に、上記構成を有する本実施例の多室用空気調和機の
動作について説明する。

室内機９ａ、９ｂはルームサーモスタット３１ａ、３１
ｂからの信号により空調運転及び送風運転を繰り返し、
これにより被空調室２３ａ、２３ｂの温度が設定温度と
なるように制御する。例えば、ルームサーモスタット３
１ａ、３１ｂがＯＮ状態の時（冷房特は設定温度〈室温
の時、暖房時は設定温度〉室温）は室内熱交換器７ａ、
７ｂに冷媒が供給され、冷房運転又は暖房運転を行い、
室温を設定温度に合せるように作用して空調運転を行う
。室温が設定温度に到達すると、サーモスタット３１ａ
、３１ｂはＯＦＦの状態となり、室内熱交換器？ａ、７
ｂには冷媒は供給されず送風運転となる。送風運転によ
り室温が設定温度から一定温度以上開くと再びルームサ
ーモスタット３Ｉａ、３１ｂはＯＮとなり空調運転を行
い、以後同様の動作を繰り返し室温を一定温度に保つ。

この場合、室内１ｉ９ａ、９ｂの空調能力としては、サ
ーモスタットＯＮの時、送風量が常に一定のため室内熱
交換″！″ｆｔ４７ａ、７ｂの大きさによって決まる一
定の能力（１００％）となり、サーモスタットのＯＦＦ
時は空調能力は０％となる。従って、この室内ｉ９ａ、
９ｂの能力コード信号出力手段１８ａ、１８ｂは室内熱
交換器７ａ、７ｂの容量設定スイッチ５８ａ、５８ｂの
入力信号をそのまま出力するように設定されている。

一方、室内機９ｃは次のように作用する。各被空調室２
３ｃ〜２３ｅに設けられたルームサーモスタット３１ｃ
〜３１ｃからは運転／停止信号ならびに設定温度及び現
在の室温が制御器（図示せず）に入力され、各ＶＡＮユ
ニット２６ｃ〜２６ｅ内のダンパ２７ｃ〜２７ｅと室内
送風機２２ｃが運転される。ダンパ２７ｃ〜２７ｅは、
停止の部屋は全閉に、運転の部屋は設定温度と室温の差
に応じて比例的にあるいは二位置制御的（ＯＮｌｏＦＦ
のデユーティ制御）に制御され、被空調室２３ｃ〜２３
ｅの負荷に応した風量を吹出口２８０〜２８ｅに供給し
、天井に取り付けられた吸入口２９ｃ〜２９ｅから一旦
天井内に戻り、室内機９ｃの吸入口３０に戻ることによ
り、各被空調室２３ｃ〜２３ｅを空調する。室内送風機
２２ｃは、例えばダンパ２７ｃ〜２７ｅの動作により変
化する。また、送風ｍ２２ｃの回転数は主ダクト２４内
の静圧が目標値となるようにインバータ３３により制御
される。当然のことながら、ルームサーモスタット３１
ｃ〜３１ｅの内、少なくとも１台から運転指令が出てい
る時は、室内熱交換器７ｃに冷媒が供給され、運転指令
がない時は冷媒は遮断することとなる。この室内機９ｃ
の場合、室内送風機２２ｃの送風量は、被空調室の負荷
及び運転室数により大幅に変動するため、室内熱交換器
７ｃの大きさは一定であるが、風景の変化により熱交換
能力は変化する。そこで、この室内ｉ９ｃの能力コード
信号出力手段１８ｃは、室内熱交換器７ｃの容量設定ス
イッチ５８ｃの人力信号と送風量検出手段３２により検
出された送風量により算出した能力コード信号を出力す
るように設定されている。

第４図は暖房運転時の凝縮圧カ一定の条件における室内
熱交換器７Ｃの通過風量変化による熱交換能力変化を示
す特性図であり、横軸は定格風量（１００％風量）に対
する熱交換器通過風量割合を示し、縦軸は定格風量時の
熱交換器能力に対する能力割合を示している。第４図か
ら明らかなように室内熱交換器７ｃの熱交換能力は通過
風量にほぼ比例して変化する。図示はしないが、冷房運
転時の蒸発圧カ一定の条件における室内熱交換器７Ｃの
通過風量変化による熱交換能力変化特性も、はぼ第４図
と同様の特性となっている。

そこで、第５図に示すように、送風量検出手段３２によ
り検出した風量の定格風量に対する割合により室内熱交
換器７Ｃの能力を補正する係数を求め、室内熱交換器７
ｃの容量設定スイッチ５８ａの信号に補正係数を掛は合
せることにより、能力コード信号を生成するように能力
コード信号出力手段１８ｃを構成すれば、運転時の風景
に見合った室内機の容量として扱うことができる。

次に冷媒回路の動作について説明する。

冷房運転時に容量可変形圧縮機】より吐出された高圧ガ
ス冷媒は、四方切換弁２を通り室外熱交換器３により液
化され、アキュームレータ４の熱交換器５で更に冷却さ
れ、サブクールを大きくとり、法例主管１１及び法例分
岐管１３ａ〜１３ｃを通り、各室内機９ａ〜９ｃに導か
れる。更に、各室内機９ａ〜９ｃに設けた膨張弁８ａ〜
８Ｃにより、減圧されて室内熱交換器７ａ〜７Ｃに入り
、ここで蒸発する。蒸発した冷媒はガス側分岐管１２ａ
〜１２ｃを通り、ガス側主管１０で合流し、室外機外気
６へ戻り、四方切換弁２、アキュームレータ４を経て、
容量可変形圧縮機に戻るサイクルが構成される。

このとき、圧力センサ１４と室外熱交換器３の出口サー
ミスタ１７により室外熱交換器３の出口のサブクールを
一定にすると同時に、室内熱交換器７ａ〜７ｃの容量設
定スイッチ５８ａ〜５８ｂにより入力された室内熱交換
器の大きさに相当する能力コード信号もしくは容量設定
スイッチ５８Ｃにより入力された室内熱交換器の大きさ
と、送風量検出手段３２により検出された送風量とによ
り算出された能力コード信号により、全体の膨張弁開度
を分配するように、制御装置１９で膨張弁８ａ〜８ｃを
制御し、かつ圧力センサ１１５により検出された低圧圧
力が常に一定となるように制御袋Ｍ１９及びインバータ
２０により容量可変形圧縮機１を制御する。

第６図は本実施例の制御装置１９による冷房運転時の膨
張弁８ａ〜８ｃの制御手順を示すフローチャートである
。

まず、制御が開始されると、ステップＳ１で運転中の各
室内機９ａ〜９Ｃの室内熱交換器７ａ〜７ｃの容量Ｓｊ
　　（＝３．〜Ｓ、）を容量設定スイッチ５８ａ〜５８
ｃから読み込む。次に、ステップＳ２で運転中の各室内
機の風ｆｆｌ　ｖ　＝　　（＝　ｖ　＋〜Ｖ３）を送風
量検出手段３２により検出し、ステップＳ３では、第５
図にもとづき、検出した風量ｖＪから能力補正係数Ｋｊ
　（＝に＋〜に、）を決定する。室内機９ａ、９ｂは送
風量が固定のため、ステップＳ２では風量を検出せず、
ステップＳ３ではに、＝１とする。ステップＳ４ではス
テップＳ１で読み込んだ室内熱交換器７ａ〜７ｃの容量
Ｓ、とステップＳ３で決定した能力補正係数Ｋｊを掛は
合せることにより各室内機９ａ〜９ｃの能力コードを算
出する。ステップＳｌ−ステップＳ４までの動作は能力
コード出力手段１８ａ〜１８Ｃの動作である。

次に、ステップＳ５で圧縮機１の吐出側高圧圧力が圧力
センサ１４によって検出され、この圧力は飽和温度ｔ１
　　に変換され、さらに次のステップＳ６では室外熱交
換器３の出口側に設けたサーミスタ１７によって室外熱
交換器３の出口温度ｔ２が検出され、この出口温度ｔ２
　が入力される。ステ・ンブＳ７でこれらの温度差とし
てのサブクールＳＣが、５Ｃ＝ｔ＋−ｔｚで計算される
。ステップＳ８でサブクールの目標値ＳＣ０との差の絶
対値１ｓｃ−３Ｃ，ｌが３°Ｃ以下であるかどうかが判
断され、３°Ｃ以下ならば、ステップＳｌＯにお又サブ
クールの設定値として入力されたサブクールの目標値Ｓ
Ｃ，とのずれ値１ｓｃ−ｓＣｃ＋が３°Ｃを越えたと判
断したときは、ステップＳ９を用いて計算される。

ここに　Ｎ、：各膨張弁開度 ＮＪ　：変更前の各膨張弁の開度 Ａ　：実験により決まる正の定数 て、サブクールが太き目のときは膨張弁８ａ〜８Ｃの全
体の開度を開放へ、小さ目のときは閉方向へ調整してス
テップＳ１１に移る。

Ｑ　の大きさにより分配し、ステップＳ１２で各膨張弁
８ａ〜８Ｃの新開度Ｎ、を出力し、このフローを終了す
る。なお、このフローチャートによればサブクールの調
整と各室内機９ａ〜９Ｃへの冷媒の分配を適正にするよ
うに制御される。

第１０図は熱交換器（蒸発器）で愚痴の冷媒状態と平均
熱伝達率の関係を示す特性図であり、図から明らかなよ
うに、出口がスーパーヒート領域に入ると急激に性能が
劣化し、冷房能力が低下するため、熱交換器の出口を湿
り状態（乾き度Ｘ−０，９前後）で使用することが性能
を向上する」二で重要なことがわかる。

前記の制御はこれを利用したもので、サブクールをアキ
ュームレータ４の熱交換器５により積極的に大きくとり
、室内熱交換器７ａ〜７Ｃの出口を湿り状態にしている
と同時に、出口の乾き度が各々の回路で少々変化があっ
ても、安定した能力を得るようにしたもので、複数の室
内熱交換器９ａ〜９ｃに冷媒を分配する上で、熱交換器
７ａ〜７Ｃの出口の冷媒状態により各々の室内機９ａ＝
９０への分配を調整するようにフィードバックをかける
ことをせず、一義的に室内機９ａ〜９Ｃの能力比で、合
計開度を分配するだけでも十分に実使用条件で分配性能
が確保でき、制御性がよいものとなる。

また、本制御装置１９においては、室内風量が変化した
場合には風量に応じて能力コードを補正しているため、
常に室内熱交換器の能力に応じて適正に冷媒が分配され
、ダクト接続形の空気調和機のように負荷に応じて風量
を調整する室内機にも対応が可能となる。

さらにまた、室外熱交換器３で適正なサブクールをとっ
ていることから、室外熱交換器３も有効に使用できる。

当然のことながら、室内機９ａ〜９ｃをすべて運転した
とにもに室内熱交換器７ａ〜７Ｃの出口が湿り状態とな
るように冷媒量を充填しておく。また、アキュームレー
タ４の熱交換器５は室外機６と室内機９ａ〜９Ｃの高低
差等により延長配管部での圧力損失が発生し、膨張弁８
ａ〜８Ｃの前の冷媒がフラッシュして膨張弁８ａ〜８Ｃ
の流量特性が変化してしまうということを防止する役目
も果たすことができる。更に、室内ａ９ａ〜９Ｃの運転
台数が減少した場合には、停止した室内機９ａ〜９ｃの
膨張弁８３〜８Ｃを全閉にすることにより冷媒供給を停
止すると同時に、余剰冷媒はアキュームレータ４内に溜
めることができるという機能も有する。

第７図は本実施例の制御装置１９による冷房運転時の容
量可変形圧縮機１の制御の一例を説明するためのフロー
チャートである。

第７図において、ステップ３２１〜ステツプＳ２４は、
第６図におけるステップＳ１〜ステツプＳ４の能力コー
ド信号出力手段の動作と同一であるため、その説明を省
略する。

ステップ３２５では、運転中の各室内機の能力化がなけ
ればステップＳ２７で周波数の変化幅変数ΔＦ、にゼロ
をセットし、変化があった場合は、周波数の変化変数Δ
Ｆ１が計算式 を用いて計算される。

ここで、Ｅは実験により決まる正の定数であり、能力コ
ードの合計が増えた場合は、容量制御旋圧縮機ｌの運転
周波数を上げる方向に、能力コード合計が減った場合は
、容量制御旋圧縮機１の運転周波数を下げる方向に周波
数の変化幅変数ΔＦ。

が調整されてステップ３２Ｂへ移る。ステップ３２８で
低圧圧力が圧力センサ１５によって検出され、ステップ
Ｓ２９で低圧圧力の目標値Ｐｓｏとの差の絶対値１Ｐｓ
　　Ｐｓｏｌが０．１ｋｇ／−以下であるかどうかが判
断され、０．１　ｋｇ／ｃｆｌｌ以下ならばステップ３
３１において周波数の変化幅変数ΔＦ２にゼロをセット
し、０．１　ｋｇ／ａ＋１を越える場合は、ステップＳ
３０において周波数の変化幅変数ΔＦ２が計算式 ％式％） を用いて計算され、それぞれステップＳ３２へ移る。

ここでＧは実験により決まる正の定数であり、低圧圧力
が低目の時は、容量制御旋圧縮機１の運転周波数を下げ
る方向に、低圧圧力が高目の時は容量制御旋圧縮機１の
運転周波数を上げる方向に周波数の変化幅変数ΔＦ２が
調整される。そして、ステップＳ３２で、容量制御旋圧
縮機の旧の運転周波数Ｆ３に周波数変化幅変数ΔＦ１及
びΔＦｔが加えられて、新の運転周波数Ｆが計算され、
ステップＳ３３で新運転周波数を出力し、このフローを
終了する。

このようなフローチャートに示す制御方式によれば、低
圧圧力を常に一定の圧力に保つとともに、室内機の運転
台数が変化したり、あるいは風量が変化することにより
室内熱交換器の合計能力が変化し、その結果として低圧
圧力の変化が予想される場合には、予め低圧圧力の変化
を打ち消す方向に容量制御旋圧縮機Ｉの運転周波数が調
整される。

冷房運転時に低圧圧力を一定に保つことは、蒸発器とな
る室内熱交換器７ａ〜７Ｃの蒸発圧力を一定に保つこと
となり、前述したように蒸発圧カ一定の条件における風
量変化時の熱交換器の能力変化は風量変化にほぼ比例す
る関係から、風量が変化しても室内機の吹出温度をほぼ
一定に保つことができ、ダクト接続形の空気調和機のよ
うに負荷に応じて風量を調整する室内機に適した制御方
変化した場合は、容量制御旋圧縮機の能力に過不足が発
生し、これに伴い低圧圧力のオーバーシュートやアンダ
ーシュートが発生するため、予め能力コード変化分に相
当した運転周波数変化をさせることにより、低圧圧力の
変動を小さく抑えることが可能となり、常に安定した吹
出温度を確保することができる。また、蒸発器の能力に
対し容量制御旋圧縮機の能力が過剰となることにより、
極端な低圧の引き込み現象で異常停止することを防止す
ることもできる。

次に、暖房運転時の動作について説明する。

暖房運転時は、容量制御旋圧縮機１より吐出された高温
高圧のガス冷媒は、第１図の点線のように、流路を切換
えた四方切換弁２を通りガス側主管１０及びガスｌ、１
１分岐管１２ａ〜１２ｃを介して室内熱交換器７ａ〜７
Ｃに導かれる。室内熱交換器７ａ〜７Ｃで液化した冷媒
は、室内機９ａ〜９Ｃに設けた膨張弁８ａ〜８Ｃにより
減圧され、二相冷媒となり、淡側分岐管１３ａ〜１３ｃ
及び源側主管１１を通って室外機６に戻り、室外熱交換
器３で蒸発し、四方切換弁２、アキュームレータ４を介
して容量制御系圧縮機■へ戻るサイクルが構成される。

このとき、圧力センサ１４と室内熱交換器７ａ〜７ｃの
出口配管に設けたサーミスタ１６ａ〜１６ｃにより室内
熱交換器７ａ〜７ｃの出口サブクールを検出し、室内熱
交’ｔ’Ａ２″’ｉ７ａ〜７Ｃの容量設定スイッチ５８
ａ、５８ｂにより入力された室内熱交換器の大きさに相
当した能力コード信号、もしくは容量設定スイッチ５８
ｃにより入力された室内熱交換器の大きさと、送風量検
出手段３２により検出された送風量により算出された能
力コード信号により、各室内切換のサブクールが一定と
なるように制御装置１９により膨張弁８ａ〜８ｃを制御
し、かつ圧力センサ１４により検出された高圧圧力が一
定となるように制御装置１９及びインバータ２０により
容量可変針圧縮機１を制御する。

第８図は本実例の制御装置１９により暖房運転時の膨張
弁８ａ〜８Ｃの制御の一例を説明するフローチャートで
ある。

第８図において、ステップ３４１〜ステツプＳ４４は第
６図におけるステップＳｌ−ステップＳ４の能力コード
信号出力手段の動作と同一であるため、その説明を省略
する。

まず、制御が開始されると、ステップＳ４５で高圧圧力
が圧力センサ１４によって検出され、圧力から変換され
た法差温度ｔ１が入力され、ステップＳ４６で各室内熱
交換器７ａ〜７Ｃの出口温度Ｔ、〜Ｔ３が検出され、こ
の出口温度Ｔ、〜Ｔ３が入力され、ステップ３４７でこ
れらの温度差としての各サブクールＳＣＩ　　〜ＳＣ３
が計算式３式％ で計算される。ステップ３４Ｂで各サブクールの平均値
Ｓ　ＣＡＶが計算式 で計算される。ステップＳ４９でサブクールの平均値５
ＣＡｖとサブクールの目標値Ｓ　Ｃｏ　との差の絶対値
ｌ５ＣＡｖ−３Ｃ０１が３°Ｃ以下であるかが判断され
、３°Ｃ以下ならばステップＳ５１で膨張弁の開度変化
幅変数ΔＮにゼロをセットし、ステップＳ５２へ移る。

サブクールの設定値として入力された目標サブクールＳ
Ｃｏとのずれ１ｓｃＡＶ−３Ｃ，ｌが３°Ｃを越えると
判断したときは、ステップＳ５０で膨張弁の開度変化幅
変数ΔＮが計算式 ３式％） で計算される。ここでＣは実験により決まる正の定数で
、平均サブクールが太き目のときは膨張弁８ａ〜８Ｃ全
体の開度が開方向となるように、平均サブクールが小さ
めのときは閉方向となるように、膨張弁の開度変化幅変
数ΔＮを調整してステップＳ５２へ移る。

ステップＳ５２で各サブクールのずれｌ５Ｃ４ＳＣＡＶ
Ｉが２°Ｃ以下であるかどうかを判断する。

ずれが２°Ｃ以下の場合はステップＳ５４で変数りをゼ
ロとしてステップＳ５５に移る。ずれが２°Ｃを越える
場合はステップＳ５３で、変数りには予め定められた定
数Ｄ０がセットされ、ステップＳ５５に移る。そして、
ステップＳ５５で各膨張弁開度Ｎ、が計算式 ％式％） を用いて計算される。

ここで、Ｎｊ　：各膨張弁開度 ＮＪ　；変更前の各膨張弁開度 Ｄ　：実験により決まる正の定数 そして、ステップ３５６で各膨張弁８ａ〜８Ｃの新開度
が出力されてこのルーチンを終了する。

この計算式によれば、各室内熱交換器７ａ〜７Ｃの出口
サブクールは、サブクールが高目の室内機９ａ〜９Ｃに
ついては弁開度を大きくし、サブクールが低目の室内機
９ａ〜９Ｃについては弁開度を小さくすることによって
一定の目標値に調整される。

このようなフローチャートに示す制御方式によれば、平
均サブクールによる全体の動きによる補正と、個々のサ
ブクールのずれによる補正を行っているため、他の室内
機９ａ〜９Ｃの運転状況による影響を加味して冷媒量の
分配が行われ、制御性が非常に良いものとなっている。

また、本制御装置１９においては室内風量が変化した場
合には風量に応じて能力コードを補正しているため、常
に室内熱交換器の能力に応して適正に冷媒が分配され、
ダクト接続形の空気調和機のように負荷に応じて風量を
調整する室内機にも対応が可能となる。

また、室内機９ａ〜９Ｃの運転台数が減少した場合には
、停止した室内機９ａ〜９Ｃの膨張弁８ａ〜８ｃを全開
とすることにより、冷媒の流れを停止する。余剰冷媒は
冷房動作時と同様に、アキュームレータ４内に溜めるこ
とができる。

また、停止した室内機９ａ〜９Ｃの室内熱交換器７８〜
７ｃには、徐々に冷媒が凝縮するが腹側分岐管１３ａ＝
１３ｃ側が低圧側となっているため、必要に応じて膨張
弁８ａ〜８Ｃを一定時間開けば、冷媒の回収が可能とな
る。更に、室内熱交換器７８〜７ｃは常に高圧制路が接
続されているため、室内機９ａ〜９Ｃが追加運転されて
も冷媒音の発生は全くない。

第９図は本実施例の制御装置１９により暖房運転時の容
量可変形圧縮機１の制御の一例を説明するためのフロー
チャートである。基本的には冷房運転時における制御と
同一であり、低圧圧力を一定に保つ代わりに高圧圧力を
一定に保つように制御を行っている。

第９図において、ステップ３６１〜ステツプＳ６４は第
６図におけるステップＳｌ−ステップＳ４の能力コード
信号出力手段の動作と同一であるため、その説明は省略
する。

ステップ３６５では、運転中の各室内機の能力コードの
を計　ΣＱｊ　　が旧態力コードの合計ｊ菰 ΣＱ、から変化したかどうかが判断され、変化がなけれ
ばステップＳ６７で周波数の変化幅変数ΔＦ１にゼロを
セットし、変化があった場合は、周波数の変化幅変数Δ
Ｆ、が計算式 を用いて計算される。

ここで、Ｈは実験により決まる正の定数であり、能力コ
ードの合計が増えた場合は容量制御触圧縮機ｌの運転周
波数を上げる方向に、能力コードの合計が減った場合は
、容量制御層圧ｌｉｔ機１の運転周波数を下げる方向に
周波数の変化幅変数ΔＦ。

が調整されてステップ３６Ｂへ移る。

ステップ３６８で高圧圧力が圧力センサ１４により検出
され、ステップＳ６９で高圧圧力の目標値Ｐｄ０との差
の絶対値ＩＰｄｏ−Ｐｄ　１が０．５ｋｇ／ｄ以下なら
ばステップＳ７１において周波数の変化幅変数ΔＦ２に
ゼロをセットし、０．５　ｋｇ　／　（：Ｉｌｌを越え
る場合は、ステップ３７０において、周波数の変化幅変
数ΔＦ２が計算式 ％式％） を用いて計算され、それぞれステップＳ７２へ移る。

ここでＩは実験により決まる正の定数であり、高圧圧力
が高目の時は容量制御触圧縮機ｌの運転周波数を下げる
方向に、高圧圧力が低目の時は容量制御触圧縮機１の運
転周波数を上げる方向に周波数変化幅変数ΔＦ２が調整
される。そして、ステップＳ７２で容量制御触圧縮機の
旧の運転周波数Ｆ１に周波数変化幅変数ΔＦ、及びΔＦ
！が加えられて新の運転周波数Ｆが計算され、ステップ
３７３で新運転周波数を出力し、このフローを終了する
。

このようなフローチャートに示す制御方式によれば高圧
圧力を常に一定の圧力に保つとともに、室内機の運転台
数が変化したり、あるいは風量が変化することにより室
内熱交換器の合計能力が変化し、その結果として高圧圧
力の変化が予想される場合には、予め高圧圧力の変化を
打ち消す方向に容量制御触圧縮機１の運転周波数が調整
される。

また、暖房運転時に高圧圧力を一定に保つことは、凝縮
器となる室内熱交換器７ａ〜７ｃの凝縮圧力を一定に保
つことになり、前述したように凝縮圧カ一定の条件にお
ける風量変化時に熱交換器の能力変化は風量変化にほぼ
比例する関係から、風量が変化しても室内機の吹出温度
をほぼ一定に保つことができ、ダクト接続形の室内機の
ように負荷に応じて風量を調整する室内機に適した制御
方式となる。また、室内機の運転台数の変化やあるいは
風量変化により運転室内機の能力コードが変化した時は
容量制御触圧ｍ機の能力に過不足が発生し、これに伴い
高圧圧力のオーバーシュートやアンダーシュートが発生
するため、予め能力コード変化分に相当した運転周波数
変化をさせることにより、高圧圧力の変動を小さく抑え
ることが可能となり、常に安定した吹出温度を確保する
ことができる。また、凝縮器の能力に対し容量制御触圧
縮機の能力が過剰となることにより極端に高圧圧力が上
昇し異常停止することも防止することができる。

また、冷房・暖房ともに室内機９ａ〜９Ｃの膨張弁８ａ
〜８ｃにより、絞り機能と各室内機９ａ〜９ｃへの冷媒
量の分配機能を持たせているため、分岐管の長さの違い
や室内機９ａ〜９Ｃの高低差による流量の差も制御装置
１９によって自動的に補正され、いかなる状態において
も適正流量が確保でき、更には、室外機６から１対の配
管で施工し、途中から自由に分岐する方式の配管施工が
可能となる。特に第１図においては、複数の分岐管が分
岐する位置は１ケ所となっているが、複数の箇所から分
岐する方式でも上記特性を発揮できることは云うまでも
ない。

なお、上記実施例では、２台は風量固定形の室内機、１
台は風量可変形のダクト接続形室内機の場合を示したが
、接続する室内機の組合せはこれに限定するものではな
く、全ての室内機が風量固定形室内機あるいは風量可変
形のダクト接続形室内機であってもよい。

［発明の効果１ 以上のように、この発明による多室用空気調和機は、容
量可変形圧縮機、四方切換弁、室外送風機を備えた室外
熱交換器、アキュームレータを順次接続すると共に前記
室外熱交換器の冷房運転時の出口側に配設したアキュー
ムレータ内の冷媒と熱交換可能な熱交換器を設けて冷媒
回路を形成する冷暖切換可能な室外機と、この室外機と
１対の主管で接続され、前記主管から分岐した分岐管に
室内送風機を備えた室内熱交換器及び電気信号で駆動す
る膨張弁を直列に接続してなる冷媒回路を形威し、冷房
運転では制御＠置により、高圧圧力センサと室外熱交換
器の出口温度検出手段により室外熱交換器の出口サブク
ールを一定にすると同時に、室内熱交換器の大きさに相
当する能力コード信号もしくは室内熱交換器の大きさと
送風量検出手段により検出された送風量により算出され
た能力コード信号により、全体の膨張弁開度を分配する
ように膨張弁を制御し、かつ低圧圧力検出手段により検
出された低圧圧力が常に一定となるように、容量可変形
圧縮機を制御する。

また、暖房運転においては高圧圧力検出手段と室内熱交
換器の出口配管に設けた温度検出手段により室内熱交換
器の出口サブクールを検出し、室内熱交換器の大きさに
相当した能力コード信号、もしくは室内熱交換器の大き
さと送風量検出手段により検出された送風量により算出
された能力コード信号により各室内機のサブクールが一
定となるように膨張弁を制御し、かつ高圧圧力検出手段
により検出された高圧圧力が一定となるように容量可変
形圧縮機を制御する。

従って、冷暖ともに各室内機の能力に見合った冷媒を適
正に分配することができ、室内送風機の送風量が変化し
た場合においても送風量に合わせて室内機の能力を補正
し制御しているため、常に各室内機毎に適正冷媒流量を
確保することができる。特に冷房運転時には、アキュー
ムレータ熱交換器の作用により多少冷媒の分配にずれが
あったり負荷が少々変化しても、安定した能力を得られ
る。また、冷暖ともに室内機の運転台数または室内送風
機の送風量が変化した場合にも常に一定の吹出温度を得
ることができる。

従って、冷媒マルチでありながら、可変風景方式の室内
機が接続でき、少ない室外機で多くの独立した部屋を個
別に制御することができ、熱負荷の小さい部屋にも対応
ができ、メンテナンスも容易となり、部屋の間仕切りに
も対応できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による多室用空気調和機の
冷媒回路、第２図は同多室用空気調和機をビルのｌフロ
ア−に設置した特の設置構成図、第３図は同多室用空気
調和機の制御装置及び能力コード信号出力手段のブロッ
ク図、第４図は同多室用空気調和機の暖房運転時の凝縮
圧カ一定条件における室内熱交換器の通過風量変化によ
る熱交換能力変化を示す特性図、第５図は室内熱交換器
の通過風量と室内熱交換器の能力補正係数の関係図、第
６図は」二記実施例の制御装置及び能力コード信号出力
手段による冷房運転時の膨張弁の制御の一例を説明する
フローチャート、第７図は同制御装置及び能力コード信
号出力手段による冷房運転時の容量制御抑圧縮機の制御
の一例を説明するフローチャート、第８図は同制御装置
及び能力コード信号出力手段による暖房運転時の膨張弁
の制御の一例を説明するフローチャート、第９図は同制
御装置及び能力コード信号出力手段による暖房運転時の
容量可変形圧縮機の制御の一例を示すフローチャート、
第１０図は冷房運転時の室内熱交換器出口の冷媒状態と
平均熱伝達率の関係を示す特性図、第１１図は従来例の
空気調和機の構成図である。 ｌ・・・容量可変形圧縮機、２・・・四方切換弁、３・
・・室外熱交換器、４・・・アキュームレータ、５・・
・アキュームレータに内蔵された熱交換器、６・・・室
外機、７　ａ、　　７　ｂ、　　７　ｃ・・・室内熱交
換器、８ａ、８ｂ。 ８ｃｍ・・膨張弁、９　ａ、　　９　ｂ、　　９　ｃ・
・・室内機、１０゜１１−・・主管、１２．ａ　〜１２
　ｃ、　　１３　ａ〜ｌ　３　ｃ−・・分岐管、１４．
１５・・・圧力センサ、１６ａ〜１６ｃ、１７・・・サ
ーミスタ、１８ａ〜１８ｃ・・・能力コード信号出力手
段、１９・・・制御装置、２１・・・室外送風機、２２
ａ〜２２ｃ・・・室内送風機、３２・・・送風量検出手
段、５８ａ〜５８ｃ・・・容量設定スイッチ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）容量可変形圧縮機、四方切換弁、室外送風機を備
   えた室外熱交換器及びアキュームレータを順次接続する
   と共に、前記室外熱交換器の冷房時の出口側に配設した
   前記アキュームレータ内の冷媒と熱交換可能な熱交換器
   を設けて冷媒回路を形成する冷暖切換可能な室外機と、 前記室外機と１対の主管で接続され、前記主管から分岐
   した分岐管に室内送風機を備えた室内熱交換器及び電気
   信号で駆動する膨張弁を直列に接続して冷媒回路を形成
   すると共に、前記室内熱交換器の熱交換能力に対応した
   能力コード信号を出力する能力コード信号出力手段を備
   えた複数の室内機と、 前記室内熱交換器の暖房運転時出口及び室外熱交換器の
   冷房運転出口にそれぞれ配設した温度検出手段と、圧縮
   機の出力側の高圧圧力状態を検出する圧力検出手段、及
   び圧縮機の入力側の低圧圧力状態を検出する圧力検出手
   段からの信号、及び前記能力コード信号手段からの信号
   に基づいて前記膨張弁の開度及び容量可変形圧縮機を制
   御する制御装置と、 を具備することを特徴とする多室用空気調和機。
2. （２）請求項（１）において、室内機の一部は空調負荷
   に応じて送風量を可変する送風機と、送風量検出手段を
   備え、室内機の能力コード信号出力手段は室内熱交換器
   の容量を設定する容量設定手段からの信号及び前記送風
   量検出手段からの送風量信号により出力を発生すること
   を特徴とする多室用空気調和機。