JPH04316964A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、室外ユニットおよび
複数の室内ユニットからなる空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、室外ユニットおよび複数の室内
ユニットからなるマルチタイプの空気調和機では、各室
内ユニットの要求能力の総和に応じて圧縮機の能力を制
御する。また、各室内ユニットにつながる液側管にそれ
ぞれ電子膨張弁を設け、これら電子膨張弁に対し次の制
御を行なう。

【０００３】暖房運転時、室外熱交換器の冷媒過熱度を
検出し、その冷媒過熱度が一定値となるよう各電子膨張
弁の開度を等しく制御する。これにより、圧縮機の能力
変化にかかわらず、冷凍サイクルの安定運転を図る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、設置さ
れる室内ユニットの配管長や熱交換器の容量の違い、運
転周波数および室内負荷の違いにより、上記の冷媒過熱
度制御だけでは各室内熱交換器の冷媒過冷却度がアンバ
ランスとなり、特定の室内熱交換器に冷媒が溜まり過ぎ
るという事態が生じる。

【０００５】この場合、冷凍サイクル中の冷媒循環量が
不足気味になり、蒸発器の蒸発温度が低下して、頻繁に
除霜運転に入ってしまうことになり、冷凍サイクルの安
定運転を得ることができない。

【０００６】また、冷媒循環量の不足に伴い吐出温度が
異常上昇することによって吐出温度レリース制御に入っ
てしまい、運転周波数が低下し、十分な暖房能力を得る
ことができない。

【０００７】この発明は上記の事情を考慮したもので、
その目的とするところは、暖房運転時、圧縮機の能力変
化にかかわらず冷凍サイクルの安定運転を図るとともに
、冷凍サイクル中の冷媒の循環量不足を解消し、十分な
暖房能力を得ることができる空気調和機を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、圧縮機，室
外熱交換器を有する室外ユニット、およびそれぞれが室
内熱交換器を有する複数の室内ユニットからなる空気調
和機において、前記圧縮機，室外熱交換器，各室内熱交
換器の並列回路を連通した冷凍サイクルと、前記圧縮機
の能力を前記各室内ユニットの要求能力の総和に応じて
制御する手段と、前記室外熱交換器と各室内熱交換器と
の間のそれぞれ液側管に設けた電子膨張弁と、前記圧縮
機の吐出冷媒を各室内熱交換器，各電子膨張弁，室外熱
交換器に通して暖房運転を実行する手段と、この暖房運
転時、前記室外熱交換器の冷媒過熱度を検出する手段と
、暖房運転時、前記各室内熱交換器の冷媒過冷却度を検
出する手段と、前記冷媒過熱度が一定値となるよう前記
各電子膨張弁の開度を等しく制御する手段と、前記各冷
媒過冷却度のうち設定値以上の冷媒過冷却度があるとき
、冷凍サイクル全体の冷媒過熱度を変化させずに、その
室内熱交換器に対応する電子膨張弁の開度を他より大き
くし、その開度増大分だけ残りの電子膨張弁の開度を絞
る手段とを備える。

【０００９】

【作用】暖房運転時、室外熱交換器の冷媒過熱度を検出
するとともに、その冷媒過熱度が一定値となるよう各電
子膨張弁の開度を等しく制御する。ただし、各室内熱交
換器の冷媒過冷却度を検出して、各冷媒過冷却度のうち
設定値以上の冷媒過冷却度があれば、その室内熱交換器
に対応する電子膨張弁の開度を他より大きくし、その開
度増大分だけ残りの電子膨張弁の開度を絞る。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図１において、Ａは室外ユニット、Ｂ
１　，Ｂ２　は室内ユニットである。この室外ユニット
Ａおよび室内ユニットＢ１　，Ｂ２　において次のヒー
トポンプ式冷凍サイクルを構成している。

【００１１】圧縮機１の吐出口に四方弁２を介して室外
熱交換器３を接続し、その室外熱交換器３に液側主管Ｗ
および同液側主管Ｗから分岐した一対の液側支管Ｗ１　
，Ｗ２を介して室内熱交換器１２，２２を接続する。上
記液側支管Ｗ１　，Ｗ２　にそれぞれ電子膨張弁１１，
２１を設ける。

【００１２】室内熱交換器１２，２２にガス側支管Ｇ１
　，Ｇ２　、同ガス側支管Ｇ１　，Ｇ２　が合流するガ
ス側主管Ｇ、および上記四方弁２を介して圧縮機１の吸
込口を接続する。室外熱交換器３の近傍に室外ファン４
を設け、室内熱交換器１２，２２のそれぞれ近傍に室内
ファン１３，２３を設ける。

【００１３】室内熱交換器１２，２２にそれぞれ熱交換
器温度センサ１４，２４を取付ける。室内熱交換器１２
，２２につながる液側支管Ｗ１　，Ｗ２　に冷媒温度セ
ンサ１５，２５を取り付ける。

【００１４】すなわち、暖房運転時、熱交換器温度セン
サ１４，２４の検知温度と冷媒温度センサ１５，２５の
検知温度との差を室内熱交換器１２，２２における冷媒
過冷却度ＵＤとして捕らえることができる。室外熱交換
器３に熱交換器温度センサ５を取り付ける。また、室外
熱交換器３から四方弁２にかけての配管に冷媒温度セン
サ６を取り付ける。

【００１５】すなわち、暖房運転時、熱交換器温度セン
サ５の検知温度と冷媒温度センサ６の検知温度との差を
室外熱交換器３における冷媒過熱度として捕らえること
ができる。制御回路を図２に示す。室外ユニットＡは室
外制御部３０を有する。室外制御部３０は、マイクロコ
ンピュータおよびその周辺回路からなり、室外ユニット
Ａの全般にわたる制御を行なうものである。

【００１６】この室外制御部３０に、電子膨張弁１１，
２１、四方弁２、室外ファンモータ４Ｍ、熱交換器温度
センサ５、冷媒温度センサ６、およびインバータ回路３
１を接続する。

【００１７】インバータ回路３１は、商用交流電源３２
の電圧を整流し、それを室外制御部３０の指令に応じた
所定周波数およびレベルの交流電圧に変換し、出力する
ものである。この出力を圧縮機モータ１Ｍへ駆動電力と
して供給する。室内ユニットＢ１　，Ｂ２　はそれぞれ
室内制御部４０を有する。室内制御部４０は、マイクロ
コンピュータおよびその周辺回路からなり、室内ユニッ
トＢ１　の全般にわたる制御を行なうものである。

【００１８】この室内制御部４０に、室内温度センサ４
１、熱交換器温度センサ１４（２４）、冷媒温度センサ
１５（２５）、室内ファンモータ１３Ｍ（２３Ｍ）、お
よびリモートコントロール式の運転操作器（以下、リモ
コンと略称する）５０を接続する。そして、これら室内
制御部４０をそれぞれ電源ラインＡＣＬおよびシリアル
信号ラインＳＬにて室外制御部３０に接続する。室内制
御部４０は、次の機能手段を備える。 （１）リモコン５０の操作による運転モード指令や設定
室内温度データを電源電圧同期のシリアル信号にて室外
制御部３０に送る手段。

【００１９】（２）室内温度センサ４１の検知温度とリ
モコン５０の設定室内温度との差（つまり空調負荷）を
検出し、それを要求能力として且つ電源電圧同期のシリ
アル信号にて室外制御部３０に送る手段。室外制御部３
０は、次の機能手段を備える。

【００２０】（３）室内ユニットＢ１　，Ｂ２　からの
冷房運転モード指令に基づき、圧縮機１の吐出冷媒を四
方弁２、室外熱交換器３、電子膨張弁１１，２１、室内
熱交換器１２，２２、四方弁２に通して流し、冷房運転
を実行する手段。 （４）冷房運転時、圧縮機１の能力（＝インバータ回路
３１の出力周波数）を室内ユニットＢ１　，Ｂ２　の要
求能力の総和に応じて制御する手段。

【００２１】（５）室内ユニットＢ１　，Ｂ２　からの
暖房運転モード指令に基づき、圧縮機１の吐出冷媒を四
方弁２、室内熱交換器１２，２２、電子膨張弁１１，２
１、室外熱交換器３に通して流し、暖房運転を実行する
手段。 （６）暖房運転時、圧縮機１の能力（＝インバータ回路
３１の出力周波数）を室内ユニットＢ１　，Ｂ２　の要
求能力の総和に応じて制御する手段。 （７）暖房運転時、室外熱交換器３の冷媒過熱度（＝熱
交換器温度センサ５の検知温度と冷媒温度センサ６の検
知温度との差）を検出する手段。

【００２２】（８）暖房運転時、室内熱交換器１２の冷
媒過冷却度ＵＤ（＝熱交換器温度センサ１４の検知温度
と冷媒温度センサ１５の検知温度との差）および室内熱
交換器２２の冷媒過冷却度ＵＤ（＝熱交換器温度センサ
２４の検知温度と冷媒温度センサ２５の検知温度との差
）をそれぞれ検出する手段。

【００２３】（９）暖房運転時、検出した各冷媒過冷却
度ＵＤが設定値以下のとき、上記検出した冷媒過熱度が
一定値となるよう、各電子膨張弁１１，２１の開度を等
しく制御する手段。

【００２４】（１０）暖房運転時、検出した各冷媒過冷
却度ＵＤのうち設定値以上の冷媒過冷却度ＵＤがあると
き、冷凍サイクル全体の冷媒過熱度を変化させずに、そ
の室内熱交換器に対応する電子膨張弁の開度を他より大
きくし、その開度増大分だけ残りの電子膨張弁の開度を
絞る手段。 つぎに、図３および図４を参照しながら作用を説明する
。室内ユニットＢ１，Ｂ２　のそれぞれリモコン５０で
冷房運転モードおよび所望の室内温度が設定され、かつ
運転開始操作がなされたとする。

【００２５】この場合、圧縮機１を起動し、圧縮機１か
ら吐出される冷媒を図１の実線矢印のように四方弁２、
室外熱交換器３、電子膨張弁１１，２１、室内熱交換器
１２，２２、四方弁２に通して流し、室内ユニットＢ１
　，Ｂ２　の冷房並列運転を開始する。この冷房並列運
転時、圧縮機１の能力（＝インバータ回路３１の出力周
波数Ｆ）を室内ユニットＢ１　，Ｂ２　の要求能力の総
和に応じて制御する。また、室内ユニットＢ１　，Ｂ２
　のそれぞれリモコン５０で暖房運転モードおよび所望
の室内温度が設定され、かつ運転開始操作がなされたと
する。

【００２６】この場合、圧縮機１を起動し、圧縮機１か
ら吐出される冷媒を図１の破線矢印のように四方弁２、
室内熱交換器１２，２２、電子膨張弁１１，２１、室外
熱交換器３に通して流し、室内ユニットＢ１　，Ｂ２　
の暖房並列運転を開始する。この暖房並列運転時、圧縮
機１の能力（＝インバータ回路３１の出力周波数Ｆ）を
室内ユニットＢ１　，Ｂ２　の要求能力の総和に応じて
制御する。

【００２７】そして、この暖房運転時、室外熱交換器３
の冷媒過熱度（＝熱交換器温度センサ５の検知温度と冷
媒温度センサ６の検知温度との差）を検出し、冷凍サイ
クル全体の冷媒過熱度を設定値にするため、電動式膨張
弁１１，２１の開度の総和を算出する。同時に、室内熱
交換器１２の冷媒過冷却度ＵＤ（＝熱交換器温度センサ
１４の検知温度と冷媒温度センサ１５の検知温度との差
）および室内熱交換器２２の冷媒過冷却度ＵＤ（＝熱交
換器温度センサ２４の検知温度と冷媒温度センサ２５の
検知温度との差）をそれぞれ検出する。

【００２８】検出した各冷媒過冷却度ＵＤが設定値ＵＤ
２　以下ならば、上記検出した冷媒過熱度が所定値とな
るよう、電動式膨張弁１１，２１を算出された電動式膨
張弁の開度の総和の半分ずつの開度に等しく制御する。 ただし、検出した各冷媒過熱度ＵＤの内容が一定値とな
るよう、各電子膨張弁１１，２１の開度を等しく制御す
る。

【００２９】ただし、検出した各冷媒過冷却度ＵＤのう
ち設定値ＵＤ２　以上の冷媒過冷却度ＵＤがあれば、上
記検出した冷媒過熱度が所定値となるよう電動式膨張弁
１１，２１の開度を一定に保ちながら、その室内熱交換
器に対応する電子膨張弁の開度を他より大きくし、その
開度増大分だけ残りの電子膨張弁の開度を絞る。

【００３０】たとえば、室内熱交換器１２の冷媒過冷却
度ＵＤが設定値ＵＤ２　以上のとき、その室内熱交換器
１２に対応する電子膨張弁１１の開度を他より大きくし
、その開度増大分だけ残りの電子膨張弁２１の開度を絞
る。

【００３１】こうすることにより、室内熱交換器１２に
溜まっていた冷媒が流出し、冷媒過冷却度ＵＤのアンバ
ランスが少なくなるとともに、冷媒不足が解消されて室
外熱交換器３に十分な量の冷媒が供給される。

【００３２】すなわち、冷媒過熱度の一定値制御によっ
て圧縮機１の能力変化にかかわらず冷凍サイクルの安定
運転を図りながら、冷凍サイクル中の冷媒の循環量不足
を解消することができ、圧縮機の吐出温度の異常上昇に
伴なう暖房能力の低下を防止することができる。なお、
上記実施例では、室内ユニットの数が２台の場合を例に
説明したが、それ以上の台数の場合についても同様に実
施可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、暖
房運転時、各室内熱交換器の冷媒過冷却度が設定値以下
ならば室外熱交換器の冷媒過熱度が一定値となるよう各
電子膨張弁の開度を等しく制御するとともに、各冷媒過
冷却度のうち設定値以上の冷媒過冷却度があればその室
内熱交換器に対応する電子膨張弁の開度を他より大きく
し、その開度増大分だけ残りの電子膨張弁の開度を絞る
構成としたので、暖房運転時、圧縮機の能力変化にかか
わらず冷凍サイクルの安定運転を図るとともに、冷凍サ
イクル中の冷媒の循環量不足を解消し、十分な暖房能力
を得ることができる空気調和機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の冷凍サイクルの構成を示
す図。

【図２】同実施例における制御回路の構成を示す図。

【図３】同実施例の作用を説明するためのフローチャー
ト。

【図４】同実施例の過冷却度ＵＤに基づく制御を説明す
るための図。

【符号の説明】

１…圧縮機、２…四方弁、３…室外熱交換器、１２，２
２…室内熱交換器、３０…室外制御部、４０…室内制御
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　圧縮機，室外熱交換器を有する室外ユ
   ニット、およびそれぞれが室内熱交換器を有する複数の
   室内ユニットからなる空気調和機において、前記圧縮機
   ，室外熱交換器，各室内熱交換器の並列回路を連通した
   冷凍サイクルと、前記圧縮機の能力を前記各室内ユニッ
   トの要求能力の総和に応じて制御する手段と、前記室外
   熱交換器と各室内熱交換器との間のそれぞれ液側管に設
   けた電子膨張弁と、前記圧縮機の吐出冷媒を各室内熱交
   換器，各電子膨張弁，室外熱交換器に通して暖房運転を
   実行する手段と、この暖房運転時、前記室外熱交換器の
   冷媒過熱度を検出する手段と、暖房運転時、前記各室内
   熱交換器の冷媒過冷却度を検出する手段と、前記冷媒過
   熱度が一定値となるよう前記各電子膨張弁の開度を等し
   く制御する手段と、前記各冷媒過冷却度のうち設定値以
   上の冷媒過冷却度があるとき、その室内熱交換器に対応
   する電子膨張弁の開度を他より大きくし、その開度増大
   分だけ残りの電子膨張弁の開度を絞る手段とを具備した
   ことを特徴とする空気調和機。