JPH04165248A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、多室型の空気調和装置に関し、特に各室内
機への冷媒供給を時分割で制御するこにより各部屋の空
調負荷に応じた適正な能力分配を可能とした空気調和装
置に関するものである。

（従来の技術） 一般に、多室型の空気調和装置は、圧縮機に四方弁、室
外熱交換器が冷媒配管で順次連通されたのち、分流器に
より例えばＡ室用、Ｂ室用の２つに分岐されてＡ室用、
Ｂ室用の冷媒流量制御弁、Ａ室用、Ｂ室用の室内熱交換
器及びＡ室用、Ｂ室用の冷媒流路開閉用電磁弁に連通さ
れ、さらに分流器で合流されて前記四方弁を経て圧縮機
に戻るという冷凍サイクルが構成されている。

そして、能力分配としては、Ａ室用、Ｂ室用の両冷媒流
量制御弁の開度比によって各室へ供給する冷媒量を制御
することにより、各室の空調負荷に応じるようになって
いた。つまり、Ａ室、Ｂ室の要求する能力が、例えば最
大値とその半分とするとＡ室の冷媒流量制御弁の開度は
最大とし、Ｂ室の冷媒流量制御弁の開度はその半分とす
るなどである。

（発明が解決しようとする課題） 従来の空気調和装置は、冷媒流量制御弁の開度比によっ
て、各部屋へ供給する冷媒流量の分配を行い、各部屋の
空調負荷に応じる方法がとられていた。しかし、例えば
、室内機の能力の合計が室外機の能力より大きい場合、
つまり、安価な空気調和装置とするため、全室が一度に
運転される機会は少ないとして小さな能力の室外機を用
いて構成した空気調和装置の場合は、全室が一度に最大
能力などで運転されたとき室外機が能力不足となって、
その制御が困難になるという問題があった。また、例え
ば２つの室内からの要求している能力（空調負荷）の比
が１＝９というように能力差が大きいときなどは、特に
冷媒流量制御弁の開度比を１＝９としても必ずしも室内
機へ送る冷媒量が１：９にはならない。従って実際の各
室内機の能力比が１：９とはならず、使用者の望む空調
が出来ない場合があった。その理由の一つとしては、冷
媒が気液２相流の場合、２相流の状態や分流器の取付具
合などにより必ずしも分配が流量制御弁の開度比通りに
なるとは限らないからである。

そこで、この発明は、複数の室内機に要求される空調負
荷の比が比較的大きい場合でも、各室内機に、その空調
負荷比に応じた能力分配を精度よく行うことができ、ま
た複数の室内機の能力の合計が、室外機の能力より大き
い場合でも、各室内機に、その空調負荷比に応じた能力
分配を適正に行うことのできる空気調和装置を提供する
ことを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は上記課題を解決するために、複数の室内機を
有する空気調和装置であって、前記複数の室内機への冷
媒供給を当該各室内機の空調負荷比に応じて時分割制御
する制御手段を有することを要旨とする。

（作用） 複数の室内機への冷媒供給が当該各室内機に要求される
空調負荷比に応じた、例えば時間比で時分割制御が行わ
れる。これにより、複数の室内機に要求される空調負荷
の比が比較的大きい場合でも、冷媒が適正に分配されて
各室内機にその空調負荷比に応じた能力分配が精度よく
行われる。

また、複数の室内機の能力の合計が、室外機の能力より
大きい場合でも、各室内機には、その空調負荷比に応じ
た能力分配が適正に行われる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を第１図ないし第８図に基づい
て説明する。

まず、第１図及び第２図を用いて空気調和装置の°構成
を２室型のものについて説明する。

第１図において、１は圧縮機であり、圧縮機１は冷媒配
管により四方弁２を介して室外熱交換器３に連通されて
いる。室外熱交換器３から出た冷媒配管は分流器４によ
り複数（図では２つ）に分岐され、室外熱交換器３は、
この分岐された各冷媒配管により、減圧装置、例えばＡ
室用、Ｂ室用の冷媒流量制御弁（電子式膨張弁）５．６
、Ａ室用、Ｂ室用の室内熱交換器７．８及びＡ室用、Ｂ
室用の冷媒流路開閉用電磁弁９．１０に連通されている
。このあと分流器１１で合流され、四方弁２を介して圧
縮機１に戻り、ヒートポンプ式冷凍サイクルが構成され
ている。なお、第１図中冷房時は実線、暖房時は破線で
冷媒の流れを示している。

第２図は、制御回路のブロックダイヤグラムを示してい
る。Ａ室用の運転操作部１２は、使用者が運転／停止の
指令や希望とする室温、風量の設定を行う部分であり、
リモコンなどがその一例である。室温センサ１３は、そ
の部屋の室温を測るものであり、熱交センサ１４は、室
内熱交換器７の温度を測るものであり、暖房時の冷風防
止制御などに用いられる。風はファンモータ１５で送ら
れ、部屋を冷房或いは暖房するようになっている。

室温センサ１３により測られた部屋の温度と運転操作部
１２での設定温度の差は、温度差計算回路１６で求めら
れ空調負荷計算回路２２へ送られる。

Ｂ室用の運転操作部１７、室温センサ１８、熱交センサ
１９及びファンモータ２０の各機能についても上記のＡ
室のものと同じであり、Ｂ室の室温と設定温度の差も、
同様に温度差計算回路２１がら空調負荷計算回路２３へ
送られる。

両空調負荷計算回路２２．２３の情報は空調負荷比率計
算回路２４に入りＡ室とＢ室の空調負荷の比率が計算さ
れる。空調負荷は、室温と設定温度差の他に部屋の室外
の気温や部屋の断熱などで決ってくるが、これらの条件
を部屋によらずにほぼ等しいとみなせば、温度差のみで
求めてよい。

室外の温度として外気温センサ３７の信号を用いて空調
負荷の計算を行ってもよいことは言うまでもない。

空調負荷比率計算回路２４で計算されたＡ室とＢ室の空
調負荷の比率を基に、冷媒流量時分割制御手段としての
冷媒流量時分割制御回路２６によりＡ室用、Ｂ室用の開
度制御回路３０．３１が駆動され、Ａ室用冷媒流量制御
弁５とＢ充用冷媒流量制御弁６の開度が、その空調負荷
比に応じて時分割制御されるようになっている。また、
Ａ室、Ｂ室の能力の和は、周波数可変回路２７により圧
縮機用モータＩＭの回転数を変えることにより実現され
る。冷房と暖房の運転モードの変更は、四方弁２を切替
回路２８によりＯＦＦあるいはＯＮして行われる。ファ
ンモータ３４は室外熱交換器３用のものである。

電流センサ３５は、圧縮機用モータＩＭに流れる電流を
検知するものである。これを用いて過電流を流さないよ
うに制御するなどに使われる。吐出温度センサ３６は、
冷媒の吐出温度を測り高ずぎれば運転周波数を下げて圧
縮機巻線を保護するために用いられる。サクション温度
センサ３８、サクション圧力センサ３９は、冷媒の過熱
度を検知するものである。冷凍サイクルを安全且つ効率
よく運転するために、この過熱度制御が重要である。但
し、ここでは特に述べない。

次いで、第３図以下のタイミングチャートを用いて、上
述のように構成された空気調和装置による冷媒流量の時
分割制御を述べる。

第３図は、時分割制御の第１例を示し、２室の場合で、
Ａ室、Ｂ室の何れか１室のみに冷媒を流し、他の１室に
は冷媒を流さない時分割制御法を示している。いま仮に
、空調負荷比率計算回路２４でＡ室とＢ室の空調負荷の
比が２：１と求まったとする。この求められた空調負荷
比を基に、冷媒流量時分割制御回路２６により、第３図
のようにＡ室用とＢ室用の冷媒流量制御弁５．６の時分
割制御が行われる。まずＡ室用冷媒流量制御弁５が全開
にされる。その間、Ｂ充用冷媒流量制御弁６は全開にさ
れる。その時間は、単位時間Ｔの２倍の２Ｔである。そ
の時間経過後今度は、Ａ室用冷媒流量制御弁５が全閉と
され、Ｂ充用冷媒流量制御弁６が全開にされる。その時
間は単位時間Ｔである。これにより、Ａ室とＢ室の空調
負荷比に応じて２：１に能力が分配される。

第４図には、時分割制御の第２例を示す。この第２例は
上記第１例の変形例に相当し、一方の冷媒流量制御弁が
全開のとき、他方の冷媒流量制御弁は全閉とすることな
く、冷媒を少し流すようにしたものである。このとき、
冷媒を少量流す方の冷媒流量制御弁の開度は、Ａ室用、
Ｂ室用の何れの冷媒流量制御弁５．６も同−開度とする
。このようにしても、Ａ室とＢ室の空調負荷比に応じて
各室内機の能力は２：１に分配される。

第５図には、時分割制御の第３例を示す。この第３例は
、各室内機の空調負荷の比が、例えば８：１のように、
比較的大きい場合、各室内機のうち空調負荷の大きい室
内機に対しては冷媒流量制御弁を所定開度にして冷媒を
流し、空調負荷の小さい室内機に対しては冷媒流量制御
弁の開度を時分割で制御することにより、各室内機の空
調負荷比に応じた能力分配を精度よく行えるようにした
ものである。即ち、いま仮にＡ室とＢ室の空調負荷比が
８：２の場合は冷媒流量制御弁の開度比の調整により、
冷媒を適正に分流できるが、８：１ととなると前述のよ
うに分流が困難になるとする。

このとき、Ａ室用とＢ室用あ冷媒流量制御弁５．６の開
度比を８；２として冷媒を流す。その時間は４Ｔである
。その次の時間４ＴはＢ室用の冷媒流量制御弁６は閉じ
る。従って、この１周期のＡ室用とＢ室用の室内機の能
力比は、８：１となり、空調負荷比゛が比較的大きい場
合でも、冷媒が適正に分配されてＡ室用、Ｂ室用の室内
機に、その空調負荷比に応じた能力分配が精度よく行わ
れる。

第６図には、時分割制御の第４例を示す。この第４例は
、上記第３例の変形例に相当し、上記第３例において、
Ｂ充用冷媒流量制御弁６のＯＮ。

ＯＦＦの周期を単位時間Ｔの繰返しで行うようにしたも
のである。この場合、１周期内に冷媒を流す時間の合計
が４Ｔとなり、閉じる時間の合計も４Ｔとなって上記と
同じ結果が得られる。

第７図には、時分割制御の第５例を示す。この第５例は
、３室を制御する場合を示している。いま、Ａ室、Ｂ室
、Ｃ室の空調負荷の比率を２＝１：３とする。このとき
、Ａ室の室内機へ冷媒を流す時間を単位時間の２倍（２
Ｔ）　、Ｂ室の室内機へは単位時間（ＩＴ）、Ｃ室の室
内機へは単位時間の３倍（３Ｔ）の時間比率で時分割制
御することにより、Ａ室、Ｂ室、Ｃ室それぞれの室内機
の空調負荷に応じた能力分配が可能となる。

第８図には、時分割制御の第６例を示す。第６例は上記
第５例の変形例である。これは、まず最初に各室の室内
機へ順番に単位時間Ｔだけ冷媒を流す。そして、Ａ室の
室内機へは２Ｔ流す必要があるのでさらに単位時間Ｔ流
す。これでＡ室の室内機へ冷媒を流す時間は２Ｔとなる
。Ｂ室の室内機へは、単位時間Ｔだけでよいので今回は
流さない。Ｃ室の室内機へは時間は３Ｔ必要なのでさら
に単位時間Ｔだけ流す。ここでＡ、Ｂ室ともに必要分だ
け流し終ったのでＣ室の室内機に対し、さらに残りの単
位時間Ｔだけ流し合計３丁とする。

これにより、１周期内にＡ室、Ｂ室、Ｃ室の各室内機に
冷媒を流す時間比率は１１：３となって、上記第５例の
ものと同じになる。

なお、上記第５例、第６例ともに、全閉とする冷媒流量
制御弁に対し、前記第２例のように、少し冷媒を流して
もよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、複数の室内機
への冷媒供給を当該各室内機の空調負荷比に応じて時分
割制御するようにしたため、複数の室内機に要求される
空調負荷比が比較的大きい場合でも、冷媒が適正に分配
されて各室内機に、その空調負荷比に応じた能力分配を
精度よく行うことができる。また、複数の室内機の能力
の合計が室外機の能力より大きい場合でも各室内機に、
その空調負荷比に応じた能力分配を適正に行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図はこの発明に係る空気調和装置の実
施例を示すもので、第１図は冷凍サイクルを示す系統図
、第２図は制御系を示すブロック図、第３図は時分割制
御の第１例を示すタイミングチャート、第４図は時分割
制御の第２例を示すタイミングチャート、第５図は時分
割制御の第３例を示すタイミングチャート、第６図は時
分割制御の第４例を示すタイミングチャート、第７図は
時分割制御の第５例を示すタイミングチャート、第８図
は時分割制御の第６例を示すタイミングチャートである
。 ３：室外熱交換器、　　７．８：室内熱交換器、２６：
冷媒流量時分割制御回路（冷媒流量時分割制御手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の室内機を有する空気調和装置であって、前記複数
   の室内機への冷媒供給を当該各室内機の空調負荷比に応
   じて時分割制御する制御手段を有することを特徴とする
   空気調和装置。