JPH04356669A - 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マルチタイプの空気調和機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機には、能力可変圧縮機，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マルチタ
イプがある。

【０００３】このマルチタイプの空気調和機では、能力
可変圧縮機，室外熱交換器，各室内熱交換器の並列回路
を接続して冷凍サイクルを構成し、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電子膨張弁を設け
るとともに、各室内熱交換器と四方弁との間のそれぞれ
ガス側管に電子流量調整弁を設けている。そして、圧縮
機の運転周波数を各室内ユニットの要求能力の総和に応
じて制御するとともに、各電子流量調整弁の開度を各室
内ユニットの要求能力に従って制御する。さらに、室外
熱交換器および各室内熱交換器のうち蒸発器として働く
熱交換器の冷媒過熱度を検知し、その検知結果が設定値
となるよう各電子膨張弁の開度を制御するようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の冷媒
過熱度制御にはその実行タイミングに所定のインターバ
ルが存在する。このため、各室内ユニットの要求能力が
変化して圧縮機の運転周波数が変動しても、各電子膨張
弁の開度が最適状態に移行するまでに時間がかかること
がある。

【０００５】この場合、要求通りの能力を発揮すること
ができず、室内温度の変動が大きくなる。また、冷媒の
過熱し過ぎや、液冷媒が圧縮機に吸込まれる液バックを
生じ、圧縮機の寿命に悪影響を与える。

【０００６】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、冷媒過熱度制御の実行タイミ
ングのインターバルに影響を受けることなく、各室内ユ
ニットの要求に見合う最適な能力を発揮することができ
、室内温度の変動を小さく押さえて快適空調を可能とす
るとともに、圧縮機の寿命への悪影響を回避することが
できる空気調和機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の空気調和機は
、能力可変圧縮機および室外熱交換器を有する室外ユニ
ットと、それぞれが室内熱交換器を有する複数の室内ユ
ニットと、上記圧縮機，室外熱交換器，各室内熱交換器
の並列回路を接続した冷凍サイクルと、上記室外熱交換
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、上記各室内熱交換器と四方弁との間のそれ
ぞれガス側管に設けた電子流量調整弁と、これら電子流
量調整弁の開度を上記各室内ユニットの要求能力に従っ
て制御する手段と、上記圧縮機の運転周波数を上記各室
内ユニットの要求能力の総和に応じて制御する手段と、
上記室外熱交換器または各室内熱交換器のうち蒸発器と
して働く熱交換器の冷媒過熱度を検知する手段と、これ
ら検知結果が設定値となるよう上記各電子膨張弁の開度
を制御する手段と、上記運転周波数が変化したとき、要
求能力の変化のあった室内ユニットに対応する電子膨張
弁の開度を運転周波数の変化分に対応する所定値だけ補
正する手段とを備える。

【０００８】

【作用】蒸発器として働く熱交換器の冷媒過熱度を検知
し、その検知結果が設定値となるよう各電子膨張弁の開
度を制御する。そして、圧縮機の運転周波数が変化した
とき、要求能力の変化のあった室内ユニットに対応する
電子膨張弁の開度を運転周波数の変化分に対応する所定
値だけ補正する。

【０００９】

【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、これらユニット上に次
の冷凍サイクルを構成している。

【００１０】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
を接続する。この液側主管Ｗは液側支管Ｗ１，Ｗ２　に
分岐しており、その液側支管Ｗ１　，Ｗ２を室内熱交換
器１２，２２に接続する。そして、液側支管Ｗ１　，Ｗ
２　に減圧手段であるところの電子膨張弁（ＰＭＶ；パ
ルスモータバルブ）１１，２１を設ける。

【００１１】室内熱交換器１２，２２にガス側支管Ｇ１
　，Ｇ２　を接続し、ガス側支管Ｇ１　，Ｇ２　に電子
流量調整弁（ＰＭＶ；パルスモータバルブ）１３，２３
を設ける。

【００１２】ガス側支管Ｇ１　，Ｇ２　はガス側主管Ｇ
に集結しており、そのガス側主管Ｇを上記四方弁２およ
びアキュ―ムレ―タ４を介して圧縮機１の吸込口に接続
する。

【００１３】液側主管Ｗにバイパス５の一端を接続し、
そのバイパス５の他端を圧縮機１の吐出口と四方弁２と
の間の管に接続する。そして、バイパス５に二方弁６を
設ける。

【００１４】液側主管Ｗから分岐した直後の液側支管Ｗ
１　にバイパス１４の一端を接続し、そのバイパス１４
の他端を室内熱交換器１２と電子流量調整弁１３との間
のガス側支管Ｇ１　に接続する。そして、バイパス１４
にキャピラリチューブ１５を設ける。

【００１５】液側主管Ｗから分岐した直後の液側支管Ｗ
２　にバイパス２４の一端を接続し、そのバイパス２４
の他端を室内熱交換器２２と電子流量調整弁２３との間
のガス側支管Ｇ２　に接続する。そして、バイパス２４
にキャピラリチューブ２５を設ける。室外熱交換器３の
近傍に室外ファン７を設け、室内熱交換器１２，２２の
それぞれ近傍に室内ファン１６，２６を設ける。室外熱
交換器３に熱交換器温度センサ３１を取付ける。液側主
管Ｗに、室外熱交換器３に流入する冷媒の温度を検知す
る冷媒温度センサ３２を取付ける。バイパス１４，２４
の他端側に、室内ユニットＢ１　，Ｂ２　の冷房時の低
圧圧力に相当する冷媒飽和温度を検知する冷媒温度セン
サ３３，３４を取付ける。

【００１６】ガス側支管Ｇ１　，Ｇ２　において、バイ
パス１４，２４の接続部よりも室内熱交換器１２，２２
側に、室内熱交換器１２，２２の出口温度を検知する冷
媒温度センサ３５，３６を取付ける。圧縮機１の吸込側
配管に冷媒温度センサ３７を取付ける。制御回路を図２
に示す。４０は商用交流電源で、その電源４０に室外ユ
ニットＡの室外制御部５０を接続する。室外制御部５０
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。

【００１７】この室外制御部５０に、電子膨張弁１１、
電子流量調整弁１３、電子膨張弁２１、電子流量調整弁
２３、二方弁６、四方弁２、室外ファンモータ７Ｍ、熱
交換器温度センサ３１、冷媒温度センサ３２，３３，３
４，３５，３６，３７、およびインバータ回路５１を接
続する。

【００１８】インバータ回路５１は、電源４０の交流電
圧を整流し、それを室外制御部５０の指令に応じた所定
周波数（およびレベル）の電圧に変換し、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。

【００１９】室内ユニットＢ１　，Ｂ２　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　，Ｂ２　の全般にわたる制御を行なう室内制御
部６０をそれぞれ備える。

【００２０】この室内制御部６０には、室内温度センサ
６１、リモコン式の運転操作器（以下、リモコンと略称
する）６２、および室内ファンモータ１６Ｍ（室内ユニ
ットＢ１　），２６Ｍ（室内ユニットＢ２　）がそれぞ
れ接続される。そして、室内制御部６０，６０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５０に接続する。室内制御部６０，６０は、
次の機能手段を備える。 （１）リモコン６２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５０に送る手段。

【００２１】（２）室内温度センサ６１の検知温度とリ
モコン６２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５０に送る手段。室外制御部５
０は、次の機能手段を備える。

【００２２】（１）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から吐出される
冷媒を四方弁２、室外熱交換器３、電子膨張弁１１，２
１、室内熱交換器１２，２２、電子流量調整弁１３，２
３、四方弁２、アキュ―ムレ―タ４に通して流し、冷房
運転を実行する手段。

【００２３】（２）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から吐出される
冷媒を四方弁２、電子流量調整弁１３，２３、室内熱交
換器１２，２２、電子膨張弁１１，２１、室外熱交換器
３、四方弁２、アキュ―ムレ―タ４に通して流し、暖房
運転を実行する手段。 （３）運転時、圧縮機１の運転周波数Ｆ（＝インバータ
回路５１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。 （４）運転時、電子流量調整弁１３，２３の開度を室内
ユニットＢ１　，Ｂ２　の要求能力に従ってそれぞれ制
御する手段。

【００２４】（５）冷房運転時、室内熱交換器１２，２
２での冷媒過熱度（＝冷媒温度センサ３３，３４の検知
温度と冷媒温度センサ３５，３６の検知温度との差）を
検知する手段。 （６）冷房運転時、検知される各冷媒過熱度が設定値と
なるよう、所定のインターバルをもって電子膨張弁１１
，２１の開度を制御する手段。 （７）暖房運転時、室外熱交換器３での冷媒過熱度（＝
冷媒温度センサ３７の検知温度と冷媒温度センサ３２の
検知温度との差）を検知する手段。 （８）暖房運転時、検知される冷媒過熱度が設定値とな
るよう、所定のインターバルをもって電子膨張弁１１，
２１の開度を同時に同量ずつ制御する手段。

【００２５】（９）暖房運転時、熱交換器温度センサ３
１の検知温度（＝蒸発器温度）が設定値以下になると二
方弁６を開放する手段。なお、この手段の目的は、高温
冷媒の注入による室外熱交換器３の除霜である。

【００２６】（１０）冷房および暖房運転時、運転周波
数Ｆが変化したとき、要求能力の変化のあった室内ユニ
ットに対応する電子膨張弁の開度を運転周波数Ｆの変化
分ΔＦに対応する所定値ΔＰＬＳだけ補正する手段。つ
ぎに、上記の構成において図３，図４を参照しながら作
用を説明する。まず、室内ユニットＢ１　，Ｂ２　のそ
れぞれリモコン６２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。

【００２７】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、電子流量調整弁１３，２３、四方弁２、ア
キュ―ムレ―タ４に通して流し、室内ユニットＢ１　，
Ｂ２　の冷房運転を開始する。

【００２８】そして、圧縮機１の運転周波数Ｆ（＝イン
バータ回路５１の出力周波数）を室内ユニットＢ１　，
Ｂ２　の要求能力（設定室内温度と室内温度センサ６１
の検知温度との差に対応）の総和に応じて制御する。

【００２９】同時に、電子流量調整弁１３，２３の開度
を室内ユニットＢ１，Ｂ２　の要求能力に従って制御す
る。たとえば、図３に示すように、室内ユニットＢ１　
，Ｂ２　の要求能力の比が１：１ならば同じ所定開度に
設定する。その状態から要求能力比が１：０．７　に変
化したら、矢印Ｘで示すように要求能力の大きい側の電
子流量調整弁の開度を変化した要求能力に応じて増大方
向に変化させる。

【００３０】このとき、要求能力の小さい側の電子流量
調整弁は大きい側の変化に応じては開度を変化させない
が、過熱度制御により矢印Ｘで示すように減少方向に開
度を変化させる。

【００３１】また、この状態から要求能力比が１：０．
３　に変化したならば、矢印Ｙで示すように要求能力が
大きい側の電子流量調整弁の開度を変化した要求能力に
応じて減少方向に変化させ、要求能力の小さい側の電子
流量調整弁は過熱度制御により矢印Ｙで示すように増大
方向に開度を変化させる。

【００３２】さらに、冷媒温度センサ３３，３４の検知
温度（＝冷媒飽和温度）と冷媒温度センサ３５，３６の
検知温度との差を室内熱交換器１２，２２での冷媒過熱
度として検知し、これらの検知冷媒過熱度が設定値とな
るよう電子膨張弁１１，２１の開度を制御する。次に、
室内ユニットＢ１　，Ｂ２　のそれぞれリモコン６２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。

【００３３】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、
電子流量調整弁１３，２３、室内熱交換器１２，２２、
電子膨張弁１１，２１、室外熱交換器３、四方弁２、ア
キュ―ムレ―タ４に通して流し、室内ユニットＢ１　，
Ｂ２　の暖房運転を開始する。

【００３４】そして、圧縮機１の運転周波数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。 同時に、電子流量調整弁１３，２３の開度を冷房運転時
と同じく室内ユニットＢ１　，Ｂ２　の要求能力に従っ
て制御する。

【００３５】さらに、室外熱交換器３での冷媒過熱度（
＝冷媒温度センサ３７の検知温度と冷媒温度センサ３２
の検知温度との差）を検知し、その検知冷媒過熱度が設
定値となるよう電子膨張弁１１，２１の開度を同時に同
量ずつ制御する。一方、図４のフローチャートに示すよ
うに、運転周波数Ｆに変化が生じると、その変化量ΔＦ
から電子膨張弁１１，２１の開度補正量ΔＰＬＳを求め
る。

【００３６】このときの要求能力の変化した室内ユニッ
トが片側だけならば、その室内ユニットに対応する電子
膨張弁の開度をΔＰＬＳだけ補正する。要求能力の変化
した室内ユニットが両方ならば、電子膨張弁１１，２１
の開度をΔＰＬＳ／２だけ補正する。

【００３７】たとえば、４パルス／６Ｈｚの条件を設定
しており、変化量ΔＦが１２Ｈｚならば開度補正量ΔＰ
ＬＳとして８パルス（８発の駆動パルス）を決定し、変
化量ΔＦが１８Ｈｚならば開度補正量ΔＰＬＳとして１
２パルス（１２発の駆動パルス）を決定する。そして、
このときの運転周波数Ｆの変化が上昇方向で、要求能力
の変化した室内ユニットがＢ１　ならば、電子膨張弁１
１の開度をΔＰＬＳだけ増加方向に補正する。運転周波
数Ｆの変化が下降方向で、要求能力の変化した室内ユニ
ットがＢ１　ならば、電子膨張弁１１の開度をΔＰＬＳ
だけ減少方向に補正する。

【００３８】このように、運転周波数Ｆが変化した時点
で、要求能力の変化した室内ユニットに対応した電子膨
張弁の開度を補正するので、たとえ過熱度制御の実行タ
イミングのインターバルが長くても、電子膨張弁の開度
を常に最適な状態に迅速に設定することができる。なお
、要求能力の変化しなかった室内ユニットに対しての補
正は通常の過熱度制御による開度補正で十分に対応でき
る。

【００３９】したがって、室内ユニットＢ１　，Ｂ２　
の要求に見合う最適な能力を発揮することができ、室内
温度の変動を小さく押さえて快適空調が可能となる。し
かも、冷媒の過熱し過ぎや液バックがなくなり、圧縮機
の寿命への悪影響を回避することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、圧
縮機の運転周波数が変化したとき、要求能力の変化のあ
った室内ユニットに対応する電子膨張弁の開度を運転周
波数の変化分に対応する所定値だけ補正する構成とした
ので、冷媒過熱度制御の実行タイミングのインターバル
に影響を受けることなく、各室内ユニットの要求に見合
う最適な能力を発揮することができ、室内温度の変動を
小さく押さえて快適空調を可能とするとともに、圧縮機
の寿命への悪影響を回避す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
す斜視図。

【図２】同実施例における制御回路の構成を示す図。

【図３】同実施例における過熱度制御の例を示す図。

【図４】同実施例の作用を説明するためのフローチャー
ト。

【符号の説明】

Ａ…室外ユニット、Ｂ１　，Ｂ２　…室内ユニット、１
…能力可変圧縮機、２…四方弁、３…室外熱交換器、１
１，２１…電子膨張弁、１２，２２…室内熱交換器、１
３，２３…電子流量調整弁、５０…室外制御部、５１…
インバータ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　能力可変圧縮機および室外熱交換器を
   有する室外ユニットと、それぞれが室内熱交換器を有す
   る複数の室内ユニットと、前記圧縮機，室外熱交換器，
   各室内熱交換器の並列回路を接続した冷凍サイクルと、
   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、前記各室内熱交換器と四方
   弁との間のそれぞれガス側管に設けた電子流量調整弁と
   、これら電子流量調整弁の開度を前記各室内ユニットの
   要求能力に従って制御する手段と、前記圧縮機の運転周
   波数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、前記室外熱交換器または各室内熱交換器
   のうち蒸発器として働く熱交換器の冷媒過熱度を検知す
   る手段と、これら検知結果が設定値となるよう前記各電
   子膨張弁の開度を制御する手段と、前記運転周波数が変
   化したとき、要求能力の変化のあった室内ユニットに対
   応する電子膨張弁の開度を運転周波数の変化分に対応す
   る所定値だけ補正する手段とを備えたことを特徴とする
   空気調和機。