JPH06103129B2

JPH06103129B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JPH06103129B2
Application number: JP61069229A
Authority: JP
Inventors: 啓一朗清水
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-03-27
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1994-12-14
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: JPS62225867A

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、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。

（従来の技術）一般に、この種の空気調和機としては第８図に示すよう
なヒートポンプ式冷凍サイクルを備えたものがある。

第８図において、Ａは室外ユニット、Ｂは分岐ユニッ
ト、C,Dは室内ユニットである。しかして、圧縮機１、
四方弁２、室外熱交換器３、暖房用膨張弁４、リキッド
タンク５、液側開閉弁（電磁開閉弁）11,12、冷房用膨
張弁21,22、室内熱交換器31,32、ガス側開閉弁（電磁開
閉弁）41,42、アキュムレータ７などが順次連通され、
ヒートポンプ式冷凍サイクルが構成されている。すなわ
ち、室内熱交換器31,32を並列構成としており、冷房運
転時は図示実線矢印の方向に冷媒を流して冷房サイクル
を形成し、暖房運転時は四方弁２の切換作動により図示
破線矢印の方向に冷媒を流して暖房サイクルを形成する
ようにしている。

このような空気調和機においては、室内ユニットC,Dに
室内温度サーモをそれぞれ設けており、たとえば室内ユ
ニットＣが設置されている部屋の温度が設定値に達して
室内温度サーモがオフした場合には、液側開閉弁11およ
びガス側開閉弁41をそれぞれ閉成し、室内熱交換器31へ
の冷媒の流入を遮断するようにしている。そして、この
運転中断による温度変化によって室内温度サーモがオン
すると、と、液側開閉弁11およびガス側開閉弁41をそれ
ぞれ開放し、室内熱交換器31へ冷媒を流入して運転を再
開するようにしている。なお、室内温度サーモのオン，
オフには2deg〜3degのディファレンシャルを設けてい
る。

ただし、このようなオン，オフ制御では、室内温度の変
動が大きく、快適性に劣るという問題がある。しかも、
冷房運転時において運転がオフすると、温度が上昇し、
室内の人が蒸し暑さを感じる。また、暖房運転において
運転がオフすると、室内への吹出空気温度が低下し、室
内の人が肌寒さを感じる。

（発明が解決しようとする問題点）室内温度の変動が大きく、快適性の面で問題があった。

この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、各室内ユニットの空調負荷に
対応する最適な能力を得ることができ、これにより室内
温度の変動を小さく抑えて快適性の向上を図ることがで
き、さらには省エネルギ効果の向上をも可能とする空気
調和機を提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）能力可変圧縮機，室外熱交換器，減圧装置を有する室外
ユニットと、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，減圧装置，各室内熱交
換器の並列体などを順次連通してなる冷凍サイクルと、
前記圧縮機に所定周波数の駆動電力を供給するインバー
タ回路と、前記各室内熱交換器の液側冷媒配管にそれぞ
れ設けた流量調整弁と、前記各室内ユニットの要求能力
をそれぞれの室内熱交換器の容量と前記室外熱交換器の
容量との比によって修正する手段と、これら修正要求能
力に応じて前記各流量調整弁の開度を制御する手段と、
前記修正要求能力の総和に応じて前記インバータ回路の
出力周波数を制御する手段とからなる。

（作用）各室内ユニットの要求能力をそれぞれ室外熱交換器や室
内熱交換器の容量を考慮して修正し、その修正要求能力
に応じて流量調整弁の開度および圧縮機の能力を制御す
る。

（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。ただし、図面において第８図と同一部分には同一
符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第１図に示すように、室外ユニットＡにおいて、能力可
変圧縮機50を採用し、その圧縮機50に所定周波数の駆動
電力を供給するインバータ回路51を接続する。また、分
岐ユニットＢにおいて、液側冷媒配管に電動式膨張弁6
1,62を設ける。そして、室外ユニットＡに室外コントロ
ーラ70、分岐ユニットＢにマルチコントローラ80、室内
ユニットC,Dに室内コントローラ91,92をそれぞれ設け
る。

第２図は制御回路である。

室外コントローラ70にインバータ回路51を接続する。こ
こで、室外コントローラ70は、マイクロコンピュータお
よびその周辺回路などからなる。インバータ回路51は、
室外コントローラ70の指令に応じた周波数（および電
圧）の交流電力を出力するものである。

マルチコントローラ80に弁駆動回路81,82,83,84を接続
する。ここで、マルチコントローラ80は、マイクロコン
ピュータおよびその周辺回路からなり、各種制御指令を
シリアル信号にて上記室外コントローラ70に供給するよ
うになっている。弁駆動回路81,82は、マルチコントロ
ーラ80の指令に応じて前記電動式流量調整弁61,62の開
度をそれぞれ設定するものである。弁駆動回路83,84
は、マルチコントローラ80の指令に応じて前記ガス側開
閉弁41,42をそれぞれ開閉駆動するものである。

室内コントローラ91,92に運転操作部101,102および室内
温度センサ111,112をそれぞれ接続する。ここで、室内
コントローラ91,92は、マイクロコンピュータおよびそ
の周辺回路からなり、各種制御指令をシリアル信号にて
上記マルチコントローラ80に供給するようになってい
る。

つぎに、上記のような構成において作用を説明する。

いま、全ての室内ユニットで冷房運転を行なっているも
のとする。このとき、室内ユニットＣの室内コントロー
ラ91は、室内温度センサ111の検知温度Taと運転操作部1
01で予め設定されている設定温度Tsとの差（Ta−Ts）を
演算し、その温度差に対応する周波数設定信号f₁を要求
冷房能力としてマルチコントローラ80に転送する。この
場合、第３図に示すように、温度差が＋1.0deg〜＋1.5d
egの範囲内にあれば（ｂ領域）、運転周波数70Hzに対応
する周波数設定信号f₁を出力し、温度差が−0.5deg〜＋
1.0degの範囲内にあれば（ｆ領域）、運転周波数30Hzに
対応する周波数設定信号f₁を出力する。こうして、室内
ユニットＤの室内コントローラ92からも同様に周波数設
定信号f₂が出力され、それが要求冷房能力としてマルチ
コントローラ80に転送される。

なお、暖房運転時には、第４図の運転周波数設定条件に
したがって周波数設定信号f₁,f₂が出力され、それが要
求暖房能力としてマルチコントローラ80に転送される。

マルチコントローラ80は、転送されてくる周波数設定信
号f₁の内容を下式にように室内熱交換器31の容量P₁と室
外熱交換器３の容量P₀との比によって修正し、その修正
値F₁（修正要求冷房能力）に応じて流量調整弁61および
ガス側開閉弁41を制御する。

F₁＝f₁・P₁/P₀ この場合、修正値F₁が0Hz以外であれば、それに対応す
る開度まで流量調整弁61を開き、かつガス側開閉弁41は
開放する。ただし、修正値Ｆが0Hzである場合には、流
量調整弁61を全閉し、かつガス側開閉弁41を閉成する。

また、マルチコントローラ80は、周波数設定信号f₂につ
いても下式のように室内熱交換器32の容量P₂と室外熱交
換器３の容量P₀との比による修正を行ない、その修正値
F₂（修正要求冷房能力）に応じて流量調整弁62およびガ
ス側開閉弁42を制御する。

F₂＝f₂・P₂/P₀ ここで、室外熱交換器３の容量P₀（圧縮機50が最大能力
で運転しているときの容量）が５、室内熱交換器31の
容量P₁が２、室内熱交換器32の容量P₂が３、さらに
周波数設定信号f₁の内容が60Hz、周波数設定信号f₂の内
容が80Hzであるとすれば、 F₁＝24Hz、F₂＝48Hzとなる。

一方、第５図は修正値F₁,F₂と流量調整弁61,62の開度と
の関係を示したものである。すなわち、修正値F₁が24Hz
であれば流量調整弁61の開度は約33、修正値f₂が48Hzで
あれば流量調整弁62の開度は約56％となる。

しかして、マルチコントローラ80は、修正値F₁,F₂の総
和を演算し、その総和に対応する周波数設定信号f₀を室
外コントローラ70に転送する。この場合、修正値F₁,F₂
がそれぞれ上記のように24Hz,48Hzであれば、その総和7
2Hzに対応する周波数設定信号f₀を出力する。

室外コントローラ70は、転送されてくる周波数設定信号
f₀に応じてインバータ回路51のスイッチング制御を行な
い、その周波数設定信号f₀の内容と同じ周波数の交流電
力をインバータ回路51から出力せしめる。すなわち、室
内ユニットC,Dの要求冷房能力に室外熱交換器３や室内
熱交換器31,32の容量を加味した状態で圧縮機50の能力
制御を行なう。

ここで、室内ユニットＤの周波数設定信号f₂の内容が30
Hzから80Hzの間で変化するとき、室内ユニットＣの周波
数設定信号f₁をパラメータとすると、各室内ユニットに
おいて発揮される冷房能力および合計冷房能力は第６図
のようになる。逆に、室内ユニットＣの周波数設定信号
f₁の内容が30Hzから80Hzの間で変化するとき、室内ユニ
ットＤの周波数設定信号f₂をパラメータとすると、各室
内ユニットにおいて発揮される冷房能力および合計冷房
能力は第７図のようになる。なお、第６図および第７図
において、横軸はインバータ回路51の出力周波数であ
る。すなわち、これらの実測データは、能力変化が必要
な室内ユニットにおいては空調負荷に合わせて約60％〜
100％の能力変化が可能であり、能力変化が不要な室内
ユニットにおいては他の室内ユニットの能力変化に影響
を受けることなく能力を略一定に維持できることを表わ
している。

このように、室内ユニットC,Dの空調負荷に基づく要求
能力をそれぞれ室外熱交換器や室内熱交換器の容量を考
慮して修正し、その修正要求能力に応じて流量調整弁6
1,62の開度および圧縮機50の能力を制御するようにした
ので、室内ユニットC,Dが設置されている部屋の空調負
荷に対応する最適な能力を得ることができ、設定温度に
対する室内温度の変動を小さく抑えることができる。よ
って、快適性の大幅な向上が図れる。特に、従来のよう
な運転オン，オフがほとんどないので、冷房運転におい
て室内の人が蒸し暑さを感じたり、あるいは暖房運転時
において室内の人が肌寒さを感じるようなことがない。
しかも、圧縮機のオン，オフによる無効電力の消費がほ
とんどないので、省エネルギ効果の向上が図れる。さら
には、室内ユニットの組合せを自由に選択することが可
能であり、たとえば使用者の空調スペースに合わせて最
適容量の室内ユニットを設置することができる。

なお、上記実施例では、室内コントローラ91,92からそ
れぞれ周波数設定信号f₁,f₂を出力するようにしたが、
室内コントローラ91,92としては温度差に対応する温度
差信号のみを出力するようにし、各室内コントローラの
要求能力についてはマルチコントローラ80において判別
するようにしてもよい。また、室内ユニットが２台の場
合について説明したが、３台あるいはそれ以上ある場合
についても同様に実施可能である。さらに、減圧装置と
して冷房用膨張弁21,22を用いたが、それに代えて冷房
用キャピラリチューブを用いてもよく、またその配設位
置は分岐ユニットＢに限らず室内ユニットC,Dでもよ
い。

［発明の効果］以上述べたようにこの発明によれば、各室内ユニットの
空調負荷に対応する最適な能力を得ることができ、これ
により室内温度の変動を小さく抑えて快適性の向上を図
ることができ、さらには省エネルギ効果の向上をも可能
とする空気調和機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における冷凍サイクルの構
成を示す図、第２図は同実施例における制御回路の構成
を示す図、第３図および第４図はそれぞれ同実施例にお
ける運転周波数設定条件を示す図、第５図は同実施例に
おける流量調整弁の開度制御を説明するための図、第６
図および第７図は同実施例における各室内ユニットの冷
房能力およびその合計値を実測して示す図、第８図は従
来の空気調和機における冷凍サイクルの構成を示す図で
ある。Ａ……室外ユニット、Ｂ……分岐ユニット、C,D……室
内ユニット、50……能力可変圧縮機、３……室外熱交換
器、61,62……流量調整弁、31,32……室内熱交換器、4
1,42……ガス側開閉弁、70……室外コントローラ、80…
…マルチコントローラ、91,92……室内コントローラ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】能力可変圧縮機，室外熱交換器，減圧装置
を有する室外ユニットと、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，減圧装
置，各室内熱交換器の並列体などを順次連通してなる冷
凍サイクルと、前記圧縮機に所定周波数の駆動電力を供
給するインバータ回路と、前記各室内熱交換器の液側冷
媒配管にそれぞれ設けた流量調整弁と、前記各室内ユニ
ットの要求能力をそれぞれの室内熱交換器の容量と前記
室外熱交換器の容量との比によって修正する手段と、こ
れら修正要求能力に応じて前記各流量調整弁の開度を制
御する手段と、前記修正要求能力の総和に応じて前記イ
ンバータ回路の出力周波数を制御する手段とを具備した
ことを特徴とする空気調和機。