JPH06147671A - 多室型空気調和機の冷房制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、室内側電動膨張弁の開度を制御す
ることにより能力制御を行なう多室型空気調和機におい
て、室内機の出口配管の過熱度の値に応じて、室内側電
動膨張弁の開度の上限を段階的に規制する制御を行うこ
とにより、各室内側電動膨張弁前での冷媒の２相化を防
止し室内機の能力ダウンを防ぎ、省エネルギー、快適性
の面で多大な効果を得ることができる多室型空気調和機
の冷房制御装置を提供することを目的とする。 【構成】 室内側熱交換器の出口配管の過熱度を検出す
る過熱度検出手段８と、室温を検出する室温検出手段９
と、目標温度を設定する温度設定手段１０と、前記過熱
度検出手段８で検出した過熱度の値に応じ、室内側電動
膨張弁７の開度の上限を規制する制御を行う上限開度決
定手段で構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動膨張弁の開度制御
により室内機の空調能力を制御する多室型空気調和機に
関し、すべての室内機の過熱度が所定値以上に上昇した
時に各室内側電動膨張弁前での冷媒の２相化を防止し室
内機の能力ダウンを防ぐことができる冷房制御装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビル空調において、負荷の異なる
複数の部屋に対し、各室毎に室内機を設置し、これを１
台の室外機に接続する多室型空気調和機が一般的になっ
てきている。

【０００３】しかしながら従来は、所定の過熱度を境界
として電動膨張弁の開度の制御方式が大きく変わるた
め、境界付近で室温に乱れが生じ、また過熱度が大きく
なりすぎた時の保護が無いという課題があり、これを解
決するために本出願人は冷媒の過熱度が上昇し過ぎたり
低下し過ぎたりしないように制御すると共に、その境界
の制御切替えをなめらかに移行させ、室温の乱れを防止
する提案を特願平３−３２８１０号でしている。

【０００４】以下、図面を参考に上記従来の技術につい
て説明する。図６は従来の多室型空気調和機の冷房制御
装置のブロック図を示すものである。図６において、１
は多室型空気調和機の室外機で能力可変圧縮機２、四方
弁３、室外側熱交換器４、室外側電動膨張弁５を設置し
ている。

【０００５】６ａ，６ｂ，６ｃは室内機で室外機１に複
数台接続され、それぞれ室内側電動膨張弁７ａ，７ｂ，
７ｃ、過熱度検出手段（後述する）８ａ，８ｂ，８ｃ、
室温検出手段９ａ，９ｂ，９ｃ、温度設定手段１０ａ，
１０ｂ，１０ｃ、室内熱交換器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ
を設置している。

【０００６】８ａ，８ｂ，８ｃは過熱度検出手段で、そ
れぞれ室内側熱交換器１１ａ，１１ｂ，１１ｃの出口配
管に設置されている。

【０００７】１２は室温検出手段９ａ，９ｂ，９ｃで検
出した室温と温度設定手段１０ａ，１０ｂ，１０ｃで設
定した目標温度との偏差から室内側電動膨張弁７ａ，７
ｂ，７ｃの第１の開度を演算する第１の開度演算手段で
ある。

【０００８】１３は室内側電動膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃ
前の冷媒が過冷却状態である過熱度制御時の過熱度変化
特性に適合する室内側熱交換器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ
の出口配管の過熱度に対する室内側電動膨張弁７ａ，７
ｂ，７ｃの開度を決定する第２の開度演算手段である。

【０００９】１４はマイクロプロセッサで、第１の開度
演算手段１２と第２の開度演算手段１３と制御ルールを
記憶するメモリ装置１５とファジィ推論手段１６とから
構成されファジィ推論手段１６で得た結果に基づき室内
側電動膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃの開度を演算する。

【００１０】１７はファジィ推論手段１６で決定した開
度の指示に従って室内側電動膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃの
開度を制御する開度制御手段である。

【００１１】以上のように構成された従来の多室型空気
調和機の冷房制御装置の動作について説明する。

【００１２】まず能力可変圧縮機２から吐出された高温
高圧の冷媒は、四方弁３を通り、室外側側熱交換器４に
流入し、凝縮液化し室外側電動膨張弁５を介して、それ
ぞれ室内機６ａ，６ｂ，６ｃに配管により分配され室内
側電動膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃで減圧され、室内側熱交
換器１１ａ，１１ｂ，１１ｃで蒸発気化し、再び四方弁
３を介して能力可変圧縮機２にもどる。

【００１３】このとき、室温検出手段９ａ，９ｂ，９ｃ
で検出した室温と温度設定手段１０ａ，１０ｂ，１０ｃ
で設定した目標温度との偏差に基づき、第１の開度演算
手段１２により室内側電動膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃの第
１の開度を演算する。

【００１４】また、室内側電動膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃ
前の冷媒が過冷却状態である過熱度制御時の過熱度変化
特性に適合する室内側熱交換器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ
の出口配管の過熱度に対する室内側電動膨張弁７ａ，７
ｂ，７ｃの第２の開度を演算する。

【００１５】これらの結果と過熱度検出手段８ａ，８
ｂ，８ｃで検出した過熱度とメモリ装置１５から取り出
された経験則に基づく制御ルールによりファジィ推論
し、その結果に基づいて通常制御と過熱度制御を切替
え、通常制御時は前記第１の開度演算手段１２の開度結
果からまた過熱度制御時は前記第２の開度演算手段１３
の開度結果から室内側電動膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃの開
度を決定し、開度制御手段１７で室内側電動膨張弁７
ａ，７ｂ，７ｃの開度を制御する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、室内側電動膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃを
個別に開度制御するため、室内機６ａ，６ｂ，６ｃの要
求が室外機１の能力を上回る時、つまり過負荷時や最大
能力運転時には過熱度が上がり、室内側電動膨張弁７
ａ，７ｂ，７ｃは、全て開方向に動作し能力を得ようと
した。

【００１７】そのため、室内側電動膨張弁７ａ，７ｂ，
７ｃ前で冷媒の過冷却度がとれなくなり、冷媒の２相化
により冷媒循環量が不足し、冷媒制御が不能となり能力
ダウンが起こるという課題があった。

【００１８】本発明は上記課題を解決するために、室内
機の出口配管の過熱度の値に応じ各室内側電動膨張弁の
開度を段階的に上限制御することにより各室内側電動膨
張弁前での冷媒の２相化を防止し室内機の能力ダウンを
防ぐことができる多室型空気調和機の冷房制御装置を提
供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の多室型空気調和機の冷房制御装置は、能力可
変圧縮機、四方弁、室外側熱交換器、室外側電動膨張弁
を設置した室外機と、室内側電動膨張弁、室内側熱交換
器とを設置した前記室外機に並列に複数台接続した室内
機と、前記室内側熱交換器の出口配管の過熱度を検出す
る過熱度検出手段と、室温を検出する室温検出手段と、
目標温度を設定する温度設定手段と、前記室温検出手段
の値と前記温度設定手段の値より前記室内側電動膨張弁
の開度を演算する第１の開度演算手段を備えている。

【００２０】そして前記室内側電動膨張弁前の冷媒が２
相である時の過熱度変化特性に適合する前記室内側電動
膨張弁の開度を演算する第２の開度演算手段と、前記過
熱度検出手段で検出した過熱度の値に応じて前記室内側
電動膨張弁の上限開度を段階的に決定する上限開度決定
手段と、前記第２の開度演算手段の開度結果と前記上限
開度演算手段の開度結果を比較し第２の開度を決定する
第２の開度決定手段と前記第１の開度演算手段の開度結
果と前記第２の開度決定手段の開度結果から前記室内側
電動膨張弁の開度を制御する開度制御手段とを備えたこ
とを特徴としている。

【００２１】また、上限開度決定手段及び第２の開度決
定手段の代わりに、複数台接続された室内機の室内機側
電動膨張弁の合計開度を監視し各室内機の室内側電動膨
張弁の上限開度を決定する開度監視手段を備えたことを
特徴としている。

【００２２】

【作用】本発明の多室型空気調和機の冷房制御装置は上
記した構成により、複数の室内機の出口配管の過熱度の
値に応じて、室内側電動膨張弁の開度の上限を段階的に
規制する制御を行い、それ以外は、室内側電動膨張弁の
開度を過熱度と室内温度と目標温度から制御することに
より、各室内側電動膨張弁前での冷媒の２相化を防止す
ることができるものである。

【００２３】また、複数の室内機の室内側電動膨張弁の
開度の合計を監視することにより、さらに精度よく各室
内側電動膨張弁前での冷媒の２相化を防止することがで
きるものである。

【００２４】

【実施例】以下本発明の多室型空気調和機の冷房制御装
置の一実施例について、図１、図２、図３を参照しなが
ら説明すが、従来と同一構成については、同一符号を付
け、その詳細な説明を省略する。

【００２５】図１において１８ａ，１８ｂ，１８ｃは過
熱度検出手段８ａ，８ｂ，８ｃで検出された過熱度の値
に応じ室内側電動膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃの上限開度を
段階的に決定する上限開度決定手段、１９ａ，１９ｂ，
１９ｃは第２の開度演算手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃと
上限開度決定手段１８ａ，１８ｂ，１８ｃの開度結果を
比較し第２の室内側電動膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃの開度
を決定する第２の開度決定手段であり室内機６ａ，６
ｂ，６ｃにそれぞれ設置されている。

【００２６】以上のように構成された多室型空気調和機
の冷房制御装置についてその動作を説明する。

【００２７】以下、図３に基づいて制御の流れを説明す
る。まず各過熱度検出手段８ａ，８ｂ，８ｃで過熱度を
検出する（ｓｔｅｐ１）。

【００２８】次に検出された過熱度の値を入力とし、室
内側電動膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃ前の冷媒が２相である
時の過熱度変化特性に適合する前記室内側電動膨張弁７
ａ，７ｂ，７ｃの開度を第２の開度演算手段１３ａ，１
３ｂ，１３ｃで演算する（例えば、過熱度が５Ｋの時、
開度は６００パルス）（ｓｔｅｐ２）。

【００２９】同時に、検出された過熱度の値に応じ室内
側電動膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃの上限開度を上限開度決
定手段１８ａ，１８ｂ，１８ｃで決定する（例えば、過
熱度が１０Ｋの時、上限開度を５００パルスと決定す
る）（ｓｔｅｐ３）。

【００３０】次に、第２の開度決定手段１９ａ，１９
ｂ，１９ｃでは、第２の開度演算手段１３ａ，１３ｂ，
１３ｃで得られた開度結果（ここではＡ）と上限開度決
定手段１８ａ，１８ｂ，１８ｃで得られた開度結果（こ
こではＢ）を比較し、もし（数１）の時、Ａの結果を採
用し、（数２）の時、Ｂの結果を採用する（ｓｔｅｐ
４）。

【００３１】

【数１】

【００３２】

【数２】

【００３３】また別に、第１の開度演算手段１２ａ，１
２ｂ，１２ｃでは、室温と室温目標値との偏差に応じ室
内側電動膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃの開度を演算し、従来
制御に移行する（ｓｔｅｐ５）。

【００３４】以降、この動作を繰り返す。このように、
各室内機６ａ，６ｂ，６ｃの出口配管の過熱度の値（例
えば１０ｋ）に応じ、室内側電動膨張弁７ａ，７ｂ，７
ｃの開度の上限（例えば５００パルス）を規制する制御
を行い、それ以外は、室内側電動膨張弁７ａ，７ｂ，７
ｃの開度を過熱度と室内温度と目標温度から制御するこ
とにより、各室内側電動膨張弁前での冷媒の２相化を防
止することができるものである。

【００３５】次に他の実施例について図４、図５を参照
しながら説明すが、従来例および前記実施例従来と同一
構成については、同一符号を付け、その詳細な説明を省
略する。

【００３６】図４において、２０は、ファジィ推論手段
１６ａ，１６ｂ，１６ｃで出力された室内側電動膨張弁
７ａ，７ｂ，７ｃの開度結果の合計を監視し、合計が所
定値になるように各室内側電動膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃ
の上限開度を規制する制御を行う開度監視手段であり室
外機１に設置されている。

【００３７】以上のように構成された多室型空気調和機
の冷房制御装置についてその動作を説明する。

【００３８】以下、図５に基づいて制御の流れを説明す
る。開度監視手段２０では、従来制御により得られた室
内側電動膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃの開度結果を入力し、
開度を加算合計（ここではＣとする）し、予め設定され
た所定開度（ここではＤとする）とを比較する（ｓｔｅ
ｐ７）。

【００３９】次に（数３）の時に合計開度が所定開度以
下になるように各室内側電動膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃの
開度から一律、所定パルスづつ減算し（数４）になるま
でこの動作を繰り返し、室内側電動膨張弁７ａ，７ｂ，
７ｃの開度の上限を規制する制御を行う（ｓｔｅｐ
８）。

【００４０】

【数３】

【００４１】

【数４】

【００４２】以降、この動作を繰り返す。このように、
複数の室内機６ａ，６ｂ，６ｃの室内側電動膨張弁７
ａ，７ｂ，７ｃの開度の合計を監視し、合計が所定値に
なるように各室内側電動膨張弁７ａ，７ｂ，７ｃの上限
開度を規制する制御を行うことにより、さらに精度よく
各室内側電動膨張弁前での冷媒の２相化を防止すること
ができるものである。

【００４３】

【発明の効果】以上、実施例から明らかなように本発明
の多室型空気調和機の冷房制御装置は、能力可変圧縮
機、四方弁、室外側熱交換器、室外側電動膨張弁を設置
した室外機と、室内側電動膨張弁、室内側熱交換器とを
設置した前記室外機に並列に複数台接続した室内機と、
前記室内側熱交換器の出口配管の過熱度を検出する過熱
度検出手段と、室温を検出する室温検出手段と、目標温
度を設定する温度設定手段と、前記室温検出手段の値と
前記温度設定手段の値より前記室内側電動膨張弁の開度
を演算する第１の開度演算手段を備えている。

【００４４】そして、前記室内側電動膨張弁前の冷媒が
２相である時の過熱度変化特性に適合する前記室内側電
動膨張弁の開度を演算する第２の開度演算手段と、前記
過熱度検出手段で検出した過熱度の値に応じて前記室内
側電動膨張弁の上限開度を段階的に決定する上限開度決
定手段と、前記第２の開度演算手段の開度結果と前記上
限開度演算手段の開度結果を比較し第２の開度を決定す
る第２の開度決定手段と前記第１の開度演算手段の開度
結果と前記第２の開度決定手段の開度結果から前記室内
側電動膨張弁の開度を制御する開度制御手段とを備えて
いる。

【００４５】また、上限開度決定手段及び第２の開度決
定手段の代わりに、複数台接続された室内機の室内機側
電動膨張弁の合計開度を監視し各室内機の室内側電動膨
張弁の上限開度を段階的に決定する開度監視手段を備え
ている。

【００４６】これにより、複数の室内機の出口配管の過
熱度の値に応じて、室内側電動膨張弁の開度の上限を規
制する制御を行い、それ以外は、室内側電動膨張弁の開
度を過熱度と室内温度と目標温度から制御することによ
り、各室内側電動膨張弁前での冷媒の２相化を防止する
ことができるものである。

【００４７】また、複数の室内機の室内側電動膨張弁の
開度の合計を監視することにより、さらに精度よく各室
内側電動膨張弁前での冷媒の２相化を防止し室内機の能
力ダウンを防ぎ、省エネルギー、快適性の面で多大な効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の多室型空気調和機の冷房制
御装置のブロック図

【図２】同実施例の多室型空気調和機の冷凍サイクル図

【図３】同実施例の多室型空気調和機の制御手順を示す
流れ図

【図４】本発明の第２の実施例における多室型空気調和
機の冷房制御装置のブロック図

【図５】同実施例の多室型空気調和機の制御手順を示す
流れ図

【図６】従来の空気調和機の冷房制御装置のブロック図

【符号の説明】 １ 室外機 ２ 能力可変圧縮機 ３ 四方弁 ４ 室外側熱交換器 ５ 室外側電動膨張弁 ６ａ，６ｂ，６ｃ 室内機 ７ａ，７ｂ，７ｃ 室内側電動膨張弁 ８ａ，８ｂ，８ｃ 過熱度検出手段 ９ａ，９ｂ，９ｃ 室温検出手段 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ 温度設定手段 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ 室内側熱交換器 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ 第１の開度演算手段 １３ａ，１３ｂ，１３ｃ 第２の開度演算手段 １７ａ，１７ｂ，１７ｃ 開度制御手段 １８ａ，１８ｂ，１８ｃ 上限開度決定手段 １９ａ，１９ｂ，１９ｃ 第２の開度決定手段 ２０開度監視手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 能力可変圧縮機、四方弁、室外側熱交換
   器、室外側電動膨張弁を設置した室外機と、室内側電動
   膨張弁、室内側熱交換器とを設置した前記室外機に並列
   に複数台接続した室内機と、前記室内側熱交換器の出口
   配管の過熱度を検出する過熱度検出手段と、室温を検出
   する室温検出手段と、目標温度を設定する温度設定手段
   と、前記室温検出手段の値と前記温度設定手段の値より
   前記室内側電動膨張弁の開度を演算する第１の開度演算
   手段と、前記室内側電動膨張弁前の冷媒が２相である時
   の過熱度変化特性に適合する前記室内側電動膨張弁の開
   度を演算する第２の開度演算手段と、前記過熱度検出手
   段で検出した過熱度の値に応じて前記室内側電動膨張弁
   の上限開度を段階的に決定する上限開度決定手段と、前
   記第２の開度演算手段の開度結果と前記上限開度演算手
   段の開度結果を比較し第２の開度を決定する第２の開度
   決定手段と前記第１の開度演算手段の開度結果と前記第
   ２の開度決定手段の開度結果から前記室内側電動膨張弁
   の開度を制御する開度制御手段とを備えたことを特徴と
   する多室型空気調和機の冷房制御装置。
2. 【請求項２】 能力可変圧縮機、四方弁、室外側熱交換
   器、室外側電動膨張弁を設置した室外機と、室内側電動
   膨張弁、室内側熱交換器とを設置した前記室外機に並列
   に複数台接続した室内機と、前記室内側熱交換器の出口
   配管の過熱度を検出する過熱度検出手段と、室温を検出
   する室温検出手段と、目標温度を設定する温度設定手段
   と、前記室温検出手段の値と前記温度設定手段の値より
   前記室内側電動膨張弁の開度を演算する第１の開度演算
   手段と、前記室内側電動膨張弁前の冷媒が２相である時
   の過熱度変化特性に適合する前記室内側電動膨張弁の開
   度を演算する第２の開度演算手段と、前記第１の開度演
   算手段の開度結果と前記第２の開度演算手段の開度結果
   から前記室内側電動膨張弁の開度を制御する開度制御手
   段と、複数台の室内機の室内機側電動膨張弁の合計開度
   を監視し各室内機の室内側電動膨張弁の上限開度を決定
   する開度監視手段を備えたことを特徴とする多室型空気
   調和機の冷房制御装置。