JPH04302957A - 空気調和機の制御方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一台の室外ユニットに
複数台の室内ユニットを接続した空気調和機における、
各室内ユニットへの冷媒供給量の制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の制御としては、例えば、
特公平２−８２３１号公報に開示されるようなものがあ
る。

【０００３】この種の従来の制御は、各室内ユニットの
熱交換器の出入口間温度差を、所定温度差とするように
、冷媒流量絞り弁の開度を調節するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の技術においては、暖房運転時に、ある室内ユニット
への冷媒供給量が過大になると、その室内ユニットの熱
交換器の温度が大きく上昇するという問題がある。

【０００５】そこで、本発明は、このような暖房運転時
における過負荷を防止することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、１台の室外ユ
ニットに複数台の室内ユニットを冷凍サイクルが構成さ
れるように冷媒配管で接続し、夫々の室内ユニットへ供
給される冷媒の量を調整する電動弁を備えた空気調和機
において、冷凍サイクル中の蒸発器の温度または凝縮器
の温度と目標温度との温度差、及びこの温度差の時間変
化量に基づくファジイ推論から得られる値に応じて電動
弁の開閉度を補正する過程と、暖房運転時に室内ユニッ
トの室内側熱交換器の温度が所定温度以上になった際に
ファジイ推論から得られる値によらない所定の値で電動
弁の開閉度を補正する過程と、を有することを特徴とす
るものである。

【０００７】また、本発明は、１台の室外ユニットに複
数台の室内ユニットを冷凍サイクルが構成されるように
冷媒配管で接続し、夫々の室内ユニットへ供給される冷
媒の量を調整する電動弁を備えた空気調和機において、
冷凍サイクル中の蒸発器の温度または凝縮器の温度と目
標温度との温度差、及びこの温度差の時間変化量に基づ
くファジイ推論から得られる値に応じて電動弁の開閉度
を補正する過程と、暖房運転時に室内ユニットの室内側
熱交換器の温度が所定温度以上になった際にファジイ推
論から得られる値に所定の値を加えた値で電動弁の開閉
度を補正する過程と、を有することを特徴とするもので
ある。

【０００８】

【作用】暖房運転時、室内側熱交換器の温度が所定の基
準値より高くなった場合、冷媒供給量調整のための電動
弁が強制的に閉じる方向へ制御される。この制御は、他
の目的の電動弁制御とは独立して、又はそれと組合され
て実行される。

【０００９】

【実施例】図３を参照して、本発明が適用される冷凍サ
イクルの一例を説明する。図３は、１台の室外ユニット
１に４台の室内ユニット２〜５を接続した場合の冷媒回
路図である。

【００１０】図３の室外ユニット１において、６は冷媒
圧縮機、７は四方弁、８は室外側熱交換器、９はキャピ
ラリーチューブ（減圧装置）、１０はアキュムレータで
ある。室内ユニット２〜５はそれぞれ冷媒配管１３〜１
６，１７〜２０によって室外ユニット１に接続されてい
る。室内ユニット２〜５の構成は同じなので、室内ユニ
ット５を例に説明すると、１１は室内側交換器、１２は
冷媒の分流量制御のための電動弁である。

【００１１】電動弁１２は図示しないステップモータで
駆動され、その開度（開き量）はステップモータの回転
角で決められる。１例としてステップモータの可変ステ
ップ範囲が０〜５００ステップの電動弁を用いた場合は
、ステップモータを正側または負側に回転させることに
よって電動弁の開度を変えることができる。

【００１２】図２において、２１〜２４は温度センサで
ある。センサ２１は冷房運転時に四方弁７から出る冷媒
温度を検出し、センサ２２は暖房運転時に四方弁７から
出る冷媒温度を検出する。また、センサ２３は室外側熱
交換器８の温度を検出し、センサ２４は室内側熱交換器
１１の温度を検出する。

【００１３】この冷媒サイクルにおいて、四方弁７が実
線で示した状態にあるときは室内側熱交換器１１で冷房
運転が行われる。即ち、圧縮機６で圧縮された高温高圧
の冷媒が室外側熱交換器８から室内側熱交換器１１へと
流れ、室外側熱交換器８で冷媒の凝縮作用が行われ、室
内側熱交換器１１で蒸発作用が行われる。四方弁７が点
線で示す状態に切換ると室内側熱交換器１１で暖房運転
が行われる、即ち、圧縮機６で圧縮された高温高圧の冷
媒が室内側熱交換器１１から室外側熱交換器８へと流れ
、室内側熱交換器１１で冷媒の凝縮作用が行われ、室外
側熱交換器８で蒸発作用が行われる。

【００１４】図４は、この空気調和機において、室外ユ
ニット１と４台の室内ユニット２〜５とが信号線２５で
接続されている状態を示す。この信号線２５を通じて、
それらユニット１〜５相互間で信号の送受が行われる。 各室内ユニット２〜５からは運転信号、冷房運転信号、
暖房運転信号、必要冷凍能力信号、室温信号、室内側熱
交換器の温度信号、能力による弁開度補正信号（マスタ
ーとなる室内ユニットのみが出力）、異常信号などが出
力される。また室外ユニット１からは最大室温信号、温
度センサ２１〜２３の温度信号、冷房運転信号、暖房運
転信号、除霜運転信号、異常信号などが出力される。各
ユニット１〜５はこれらの信号に基づいて各々の運転を
制御する。

【００１５】図１は、本発明に従う暖房運転時の室内ユ
ニット２〜５の主な制御の一実施例を示すフローチャー
トである。これを、ステップの順に説明する。

【００１６】ステップＳ１：室内ユニット（例えば室内
ユニット５）が設置されている空間（１部屋に複数の室
内ユニットを設置した場合、および別部屋に設置した場
合のいずれでもよい）の温度（室温）Ｅと、この室内ユ
ニット５の熱交換器１１の温度Ｅ０とを測定して室内ユ
ニット５の記憶部（図示せず）に記憶する。

【００１７】ステップＳ２：ステップＳ１で記憶部に記
憶された室温Ｅと室内側熱交換器の温度Ｅ０とを信号線
２５を介して室外ユニット１へ送信する。

【００１８】ステップＳ３：室外ユニット１は、全室内
ユニット２〜５から送られてくる室温Ｅの最大値を最大
室温Ｅｍａｘ　として、この最大室温Ｅｍａｘ　と温度
センサ２２が測定した冷媒温度ＤＴＣとを信号線２５へ
送出し、室内ユニットは、この最大室温Ｅｍａｘ　と冷
媒温度ＤＴＣとを受信して記憶部に記憶する。

【００１９】ステップＳ４：通常の運転制御を行う。即
ち、室内側送風機の風速設定や表示などの制御を行う。

【００２０】ステップＳ５：記憶部に記憶された室内熱
交換器の温度Ｅ０が所定値、例えば“６０”以上か否か
判断する。結果が否であればステップ６へ進み、Ｅ０≧
６０であればステップＳ７へ進む。

【００２１】ステップＳ６：３０秒のタイマを用いて、
ステップＳ１〜ステップＳ５を繰り返し行いながら３０
秒毎にステップＳ８以下の制御を行なう。

【００２２】ステップＳ７：ステップＳ５でＥ０≧６０
と判断されると、電動弁の駆動モータに３０秒間に“５
０”パルスの割合でパルスを与えて、電動弁を強制的に
閉じさせる。つまり、過大な冷媒供給を強制的に抑制す
る。この動作は、Ｅ０≧６０の状態が解消されるまで継
続され、その間においては、ステップＳ８以下の制御は
行わない。

【００２３】ステップＳ８：Ｅ０＜６０の場合には、３
０秒毎に、ステップＳ８以下の動作が行われる。このス
テップＳ８では、記憶部に記憶された最大室温Ｅｍａｘ
　と室温Ｅとから、室温差Ｘ（＝Ｅｍａｘ　−Ｅ）の演
算を行い、値Ｘを記憶部に記憶する。尚、室温差Ｘは整
数とし、小数点以下は四捨五入して求める。

【００２４】ステップＳ９：Ｘ＞Ｙの判断を行い、この
条件を満たすとき、つまり室温差Ｘが比較的大きいとき
はステップＳ１１へ進み、この条件を満たさないとき、
つまり、室温差Ｘが比較的小さいときはステップＳ１０
へ進む。尚、値Ｙは、室温差の大小程度を判断するため
の予め設定された基準値である。

【００２５】ステップＳ１０：室温差Ｘが比較的小さい
場合は、能力に応じた弁開度補正を行う。この制御の詳
細は後述する。

【００２６】ステップＳ１１：室温差Ｘが比較的大きい
場合には、フラグＦの判断を行う。Ｆ≠１のときはステ
ップＳ１２及びステップＳ１３を行い、Ｆ＝１の時はス
テップＳ１４を行う。尚、フラグＦのクリアは、ステッ
プＳ１０での弁開度補正後、ステップＳ１５で行う。

【００２７】ステップＳ１２：電動弁の弁開度を１／２
Ｘ分だけ閉じる。

【００２８】ステップＳ１３：フラグＦをＦ＝１にセッ
トする。従って、室温差Ｘが基準値Ｙより小さい時は、
１回ステップＳ１２の制御が行われ、以後はこのステッ
プＳ１２の制御は行われない。

【００２９】ステップＳ１４：分流比調整のための弁開
度補正と能力に応じた弁開度補正とを交互に実行する。 従って、室温差Ｘが基準値Ｙより小さい時は、この両補
正が３０秒毎に交互に行われる。

【００３０】即ち、この図１の運転方法においては、室
内側熱交換器の温度Ｅ０が高い時には、後述する分流比
調整のための弁開度補正や能力に応じた弁開度補正を行
わず、電動弁を強制的に閉じる方向に補正する。

【００３１】図２は暖房運転時の室内ユニットの主な制
御の別の実施例を示すフローチャートである。以下、図
１に示した冷房運転時のフローチャートとの相違点のみ
を説明する。ステップＳ５にて、Ｅ０≧６０と判断され
てステップＳ７へ進み、ここで弁開度を強制的に閉じる
方向へ補正した後、ステップＳ６へ進む。即ち、この図
２の制御では、Ｅ０≧６０の場合でも、３０秒毎にステ
ップＳ８以下の制御が行われる。つまり、室内側熱交換
器の温度Ｅ０が高い時には、分流比調整のための弁開度
補正、又は、能力に応じた弁開度補正に加えて、電動弁
が強制的に閉じる方向へ補正される。

【００３２】次に、上述した分流比調整のための弁開度
補正と、能力に応じた弁開度補正の詳細を説明する。

【００３３】まず、分流比調整のための弁開度補正を説
明する。これは、換言すれば、全室内ユニット２〜５の
測定した室温中の最大値Ｅｍａｘ　と夫々の室内ユニッ
トが測定した室温Ｅとの差Ｘに応じて各電動弁の開き量
を変える制御である。

【００３４】図１を参照して、ステップＳ８で求められ
た室温差Ｘに対応するステップ数のパルスを電動弁のス
テップモータに与え、電動弁の開度を室温差Ｘに対応す
る量だけ開閉する。室温差Ｘが所定の基準より正側にあ
れば電動弁を開くパルスを与え、負側にあれば電動弁を
閉じるパルスを与える。

【００３５】次に、能力に応じた弁開度補正について説
明する。これは、換言すれば、冷凍サイクル中の冷媒の
凝縮温度が目標の温度に成るように電動弁の開き量を変
える制御である。

【００３６】即ち、温度センサ２２の測定した冷媒の凝
縮温度とその目標温度との偏差ｅと、前回の温度差ｅと
今回の温度差ｅとの差△ｅとを用いてファジイ演算を行
い弁開度の補正値を算出し、この算出値に応じて、電動
弁にその開閉量を補正するためのパルスを出力する。

【００３７】尚、この補正用のパルス数は全室内ユニッ
ト２〜５に共通して用いられる。即ち、室内ユニット２
〜５のいずれかでこの補正用のパルス数を演算して他の
室内ユニットに供給する。他の室内ユニットはこの補正
用のパルス数に基づいて電動弁の開閉量の補正を行う。 従って、全室内ユニット２〜５の電動弁の開閉量は同時
に補正される。

【００３８】ファジイ演算としては、通常に用いられる
ルールを用いる事が可能なので詳細は省略する。前件部
のメンバーシップ関数及び後件部メンバーシップ関数は
最適な弁開度の補正値が得られるように設定する。また
ファジイ演算の出力が＋４〜−４の範囲になるように後
件部のメンバーシップ関数が設定される。

【００３９】この弁開度の補正値を算出する方法として
はファジイ演算に限るものではなくＰＩＤ制御やＡＩ技
術を用いた演算でも良い。

【００４０】図５は、図１の実施例を例にとって、室内
熱交換器の温度Ｅ０の変化に対する室内ユニットの運転
の変化を示したものである。

【００４１】室内熱交換器の温度Ｅ０が６０以上になる
とファジイ推論を行わず、電動弁に＋５０の補正パルス
（電動弁を閉じる方向）を出力する。この時セーブ弁（
圧縮機の負荷を減らすために設けられたバイパス弁）は
ＯＦＦのままであり、室外ユニットの風速（室外ユニッ
トの室外側熱交換器に送風を行う）をＨ（高）またはＬ
（低）に制御している。

【００４２】尚、室外ユニットの風速は、外気温度に基
づいてＨ／Ｌに変化して室外側熱交換器の熱交換量を制
御する。

【００４３】上記のパルス数＋５０の補正でも、まだ室
内熱交換器の温度Ｅ０が下がらないときは、引続き３０
秒毎に＋５０ずつ電動弁を閉じていく。

【００４４】また、室内熱交換器温度Ｅ０がさらに上昇
して６４度以上になったときには、セーブ弁をＯＮにし
て圧縮機の運転能力を減らし、さらに室外ユニットの風
速を停止して室外側熱交換器での熱交換量を減らす。

【００４５】室内熱交換器温度Ｅ０がこうした保護動作
の結果として低下すれば、その低下に合わせて夫々の保
護動作を解除する。

【００４６】以上、暖房運転の場合を説明したが、冷房
運転の場合の室内ユニットの制御動作例を図６に示す。 この冷房運転では、室温差Ｘが予め設定した第１の基準
値Ｙ１より大か、第２基準値Ｙ２（Ｙ１＞Ｙ２）より小
か、又は両基準値の間にあるかに応じて、分流比調整の
ための弁開度補正、能力に応じた弁開度補正、又は両補
正の交互実行が選択的になされる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
室内熱交換器の温度が高い時には、冷媒流量弁を強制的
に閉じる補正をするので、室内熱交換器への過大な冷媒
供給を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる制御方法の第１の実施例におけ
る暖房運転時の各室内ユニットの動作を示すフローチャ
ートである。

【図２】本発明にかかる制御方法の第２の実施例におけ
る暖房運転時の各室内ユニットの動作を示すフローチャ
ートである。

【図３】図１，２の実施例が適用される空気調和機の冷
凍サイクルを示す図である。

【図４】図３の空気調和機の各ユニット間の電気的な接
続を示す図である。

【図５】図１の実施例における、室内熱交換器の温度Ｅ
０の変化に対する、室内ユニットの運転の変化を示す図
である。

【図６】冷房運転時の各室内ユニットの動作例を示す図
である。

【符号の説明】

１　　室外ユニット ２　　室内ユニット ３　　室内ユニット ４　　室内ユニット ５　　室内ユニット ６　　冷媒圧縮機 ７　　四方弁 ８　　室外側熱交換器 １１　　室内側熱交換器 １２　　電動弁 ２１　　温度センサ ２２　　温度センサ ２３　　温度センサ ２４　　温度センサ ２５　　信号線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　１台の室外ユニットに複数台の室内ユ
   ニットを冷凍サイクルが構成されるように冷媒配管で接
   続し、夫々の室内ユニットへ供給される冷媒の量を調整
   する電動弁を備えた空気調和機において、前記冷凍サイ
   クル中の蒸発器の温度または凝縮器の温度と目標温度と
   の温度差、及びこの温度差の時間変化量に基づくファジ
   イ推論から得られる値に応じて前記電動弁の開閉度を補
   正する過程と、暖房運転時に前記室内ユニットの室内側
   熱交換器の温度が所定温度以上になった際に前記ファジ
   イ推論から得られる値によらない所定の値で前記電動弁
   の開閉度を補正する過程と、を有することを特徴とする
   空気調和機の制御方法。
2. 【請求項２】　　１台の室外ユニットに複数台の室内ユ
   ニットを冷凍サイクルが構成されるように冷媒配管で接
   続し、夫々の室内ユニットへ供給される冷媒の量を調整
   する電動弁を備えた空気調和機において、前記冷凍サイ
   クル中の蒸発器の温度または凝縮器の温度と目標温度と
   の温度差、及びこの温度差の時間変化量に基づくファジ
   イ推論から得られる値に応じて前記電動弁の開閉度を補
   正する過程と、暖房運転時に前記室内ユニットの室内側
   熱交換器の温度が所定温度以上になった際に前記ファジ
   イ推論から得られる値に所定の値を加えた値で前記電動
   弁の開閉度を補正する過程と、を有することを特徴とす
   る空気調和機の制御方法。