JPH0618123A - 空調給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 給湯機への影響が小さく、出湯温度が乱され
にくい空調給湯装置を提供すること。 【構成】 冷媒を圧縮するための圧縮機1を有する室外
機5と、その室外機5に接続された空調に用いる複数の室
内機8a,8bと、室外機5に接続された給湯を行うための給
湯機12と、室内機8a,8bの設置された部屋9a,9bの室温を
それぞれ検知する室温検知器13a,13bと、その室温検知
器13a,13bの検知結果に応じて、給湯機12に必要な回転
数を維持した状態で圧縮機1の回転数を制御する第三圧
縮機回転数制御器18及び第二圧縮機回転数決定器20とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１台の室外機に複数台
の室内機と給湯ユニットを接続した空調給湯装置におけ
る圧縮機の制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、１台の室外機に複数台の室内機を
接続したいわゆるマルチエアコンにおいて、冷房時にい
ずれかの室温が各室温設定値を下回りすぎたり、あるい
は暖房時にいずれかの室温が各室温設定値を上回りすぎ
たりしたときには、その室内機の風量を低下もしくは０
にして（サーモＯＦＦ）、その室内機における冷房能力
あるいは暖房能力を減少させて各室温を各室温設定値に
近づけようとする制御が行われている。近年、更に室内
機に加えて給湯用の熱交換器（給湯ユニット）を設けた
冷暖房給湯装置が利用されており、給湯を行いつつ、前
述のような室内機の制御が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
給湯ユニット（給湯機）を有する冷暖房給湯装置では、
運転中の室内機のうちいずれかの運転を停止したり、サ
ーモＯＦＦにするなど室内機の運転台数が減少する（以
下、台数減少という）と、冷凍サイクルの状態が急激に
変化するため、運転継続中の他室の室内機への影響だけ
でなく給湯ユニットへの影響も大きくなるために出湯温
度が乱されるという課題がある。

【０００４】本発明は、従来のこのような課題を考慮
し、給湯機への影響が小さく、出湯温度が乱されにくい
空調給湯装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、冷媒を圧縮す
るための圧縮機を有する室外機と、その室外機に接続さ
れた空調に用いる複数の室内機と、室外機に接続された
給湯を行うための給湯機と、複数の室内機の運転状態を
それぞれ検知する運転検知手段と、その運転検知手段の
検知結果に応じて、給湯機に必要な所定の運転能力を維
持した状態で圧縮機の運転能力を制御する制御手段とを
備えた空調給湯装置である。

【０００６】

【作用】本発明は、運転検知手段が、複数の室内機の運
転状態をそれぞれ検知し、制御手段が、その検知結果に
応じて、給湯機に必要な所定の運転能力を維持した状態
で圧縮機の運転能力を制御する。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明をその実施例を示す図面に基
づいて説明する。

【０００８】図１は、本発明にかかる一実施例の空調給
湯装置の構成図である。すなわち、冷暖房及び給湯が同
時に行える空調給湯装置には、部屋９ａ、９ｂの空調用
として室内熱交換器６ａ、６ｂが設けられ、給湯用とし
て給湯用熱交換器１０が設けられている。室内熱交換器
６ａ、６ｂには、それぞれ空調用絞り装置７ａ、７ｂが
接続され、給湯用熱交換器１０には、給湯用絞り装置１
１が接続されている。室内熱交換器６ａ、６ｂ、空調用
絞り装置７ａ、７ｂは、室内ファン（図示せず）などと
ともにそれぞれ室内機８ａ、８ｂを構成し、給湯用熱交
換器１０、給湯用絞り装置１１などは給湯ユニット１２
を構成している。

【０００９】一方、外部には外気と熱交換を行うための
室外機５が設けられ、その室外機５には冷媒を圧縮する
ための圧縮機１が設けられている。その圧縮機１の冷媒
出口側には、給湯用熱交換器１０及び、冷房時と暖房時
とで冷媒の流路を切り換える四方弁３が接続され、圧縮
機１の冷媒入口側には、四方弁３を介して室外熱交換器
２が接続されている。室外熱交換器２には更に、室外用
絞り装置４が接続され、四方弁３、室外熱交換器２、室
外用絞り装置４、室外ファン（図示せず）などは、圧縮
機１とともに室外機５を構成している。又、四方弁３
は、室内熱交換器６ａ、６ｂに接続されている。

【００１０】また、部屋９ａ、９ｂには室温を検知する
室温検知器１３ａ、１３ｂがそれぞれ設けられ、圧縮機
１の冷媒出口には吐出圧力を検知する吐出圧力検知器１
５、冷媒入口には吸入圧力を検知する吸入圧力検知器１
６が設けられている。室温検知器１３ａ、１３ｂは、第
一圧縮機回転数制御器１４、第三圧縮機回転数制御器１
８及び第二圧縮機回転数決定器２０に接続され、吐出圧
力検知器１５及び吸入圧力検知器１６は、第二圧縮機回
転数制御器１７及び第一圧縮機回転数決定器１９に接続
されている。

【００１１】上述の第一圧縮機回転数制御器１４は、部
屋９ａ、９ｂの室温をそれぞれ室温設定値に一致させる
ために圧縮機１の回転数を決定し、第二圧縮機回転数制
御器１７は、室内機８ａ、８ｂで暖房を行っているとき
には検知した吐出圧力が吐出圧力設定範囲内となるよう
に、また室内機８ａ、８ｂで冷房を行っているときには
検知した吸入圧力が吸入圧力設定範囲内となるように、
圧縮機１の回転数を決定する。第三圧縮機回転数制御器
１８は、室内機８ａ、室内機８ｂでのサーモ状態を判定
してサーモＯＮ状態から運転停止あるいはサーモＯＦＦ
になったとき（台数減少時）に運転停止あるいはサーモ
ＯＦＦになった室内機の定格能力に応じて圧縮機１の回
転数を減少させる。第一圧縮機回転数決定器１９は、暖
房時には吐出圧力、冷房時には吸入圧力が圧力設定範囲
内にあれば第一圧縮機回転数制御器１４で決定された回
転数の優先度を高く、暖房時には吐出圧力、冷房時には
吸入圧力が圧力設定範囲外にあれば第二圧縮機回転数制
御器１７で決定された回転数の優先度を高くして圧縮機
１の回転数を決定する。第二圧縮機回転数決定器２０
は、室内機の台数減少時には第三圧縮機回転数制御器１
８で決定された回転数で、そうでないときには第一圧縮
機回転数決定器１９で決定された回転数で圧縮機１を操
作する。

【００１２】また、第一圧縮機回転数制御器１４及び第
二圧縮機回転数制御器１７は、第一圧縮機回転数決定器
１９に接続され、第三圧縮機回転数制御器１８及び第一
圧縮機回転数決定器１９は、第二圧縮機回転数決定器２
０に接続されている。

【００１３】上記の第三圧縮機回転数制御器１８及び第
二圧縮機回転数決定器２０が制御手段を構成している。

【００１４】次に上記実施例の動作について、暖房給湯
運転を例に説明する。

【００１５】まず、部屋９ａ、９ｂの暖房を行う場合、
四方弁３を図中の実線のように切り換える。暖房給湯運
転が行われると、圧縮機１で圧縮されて高温高圧となっ
た冷媒ガスのうち一部はそのまま給湯用熱交換器１０
へ、残りは四方弁３を経て室内熱交換器６ａ、６ｂへ導
入され、給湯水あるいは部屋９ａ、９ｂの空気に放熱し
て高圧の液冷媒となり、液冷媒は給湯用絞り装置１１あ
るいは空調用絞り装置７ａ、７ｂを経て合流する。この
とき給湯用絞り装置１１あるいは空調用絞り装置７ａ、
７ｂの抵抗の違いによって給湯用熱交換器１０あるいは
室内熱交換器６ａ、６ｂに導入される冷媒流量を調節し
て給湯用熱交換器１０での給湯能力あるいは室内熱交換
器６ａ、６ｂでの暖房能力を調節する。その後、液冷媒
は室外用絞り装置４で減圧されて低温低圧の気液二相状
態となり室外熱交換器２に導入される。ここでは冷媒
は、室外の大気から吸熱して蒸発し低温低圧のガスとな
り、四方弁３を通って再び圧縮機１に吸入される。以上
のサイクルが連続して行われて給湯あるいは暖房を行
う。

【００１６】次に、圧縮機１の操作について暖房の場合
を例に通常時（運転中の室内機のうちサーモＯＮ状態か
ら運転停止あるいはサーモＯＦＦに変化した室内機がな
い場合）と台数減少時（運転中の室内機のうち少なくと
も一台がサーモＯＮ状態から運転停止あるいはサーモＯ
ＦＦになった場合）に分けて説明する。

【００１７】最初に通常時について説明する。まず、吐
出圧力検知器１５で検知される圧縮機１の吐出圧力が吐
出圧力設定範囲を下回ったとき、吐出圧力検知器１５と
第一圧縮機回転数制御器１４と第二圧縮機回転数制御器
１７の各出力を入力とする第一圧縮機回転数決定器１９
では、吐出圧力が吐出圧力設定範囲内となるように求め
られた圧縮機回転数である第二圧縮機回転数制御器１７
の出力を優先的に出力する。この第一圧縮機回転数決定
器１９の出力と第三圧縮機回転数制御器１８の出力と室
温検知器１３ａ、１３ｂの各出力（＝部屋９ａ、９ｂの
室温）を入力とする第二圧縮機回転数決定器２０では、
室温検知器１３ａ、１３ｂの各出力と各室温設定値とを
比較して室内機６ａあるいは室内機６ｂでのサーモ状態
（サーモＯＮあるいはサーモＯＦＦあるいは運転停止）
を判定し、台数減少時でなければ、第一圧縮機回転数決
定器１９の出力（すなわち吐出圧力が吐出圧力設定範囲
内となるように求められた圧縮機回転数である第二圧縮
機回転数制御器１７の出力）を優先的に出力して圧縮機
１の回転数を操作する。したがって吐出圧力は吐出圧力
設定範囲内に制御されて給湯用熱交換器１０や室内熱交
換器６ａ、６ｂでは給湯能力あるいは暖房能力が確保さ
れる。

【００１８】また吐出圧力検知器１５で検知される圧縮
機１の吐出圧力が吐出圧力設定範囲内に維持されている
とき、吐出圧力検知器１５と第一圧縮機回転数制御器１
４と第二圧縮機回転数制御器１７の各出力を入力とする
第一圧縮機回転数決定器１９では、各部屋９ａ、９ｂの
室温が各室温設定値と一致するように求められた圧縮機
回転数である第一圧縮機回転数制御器１４の出力を優先
的に出力する。この第一圧縮機回転数決定器１９の出力
と第三圧縮機回転数制御器１８の出力と室温検知器１３
ａ、１３ｂの各出力（＝部屋９ａ、９ｂの室温）を入力
とする第二圧縮機回転数決定器２０では、室温検知器１
３ａ、１３ｂの各出力と各室温設定値とを比較して室内
機６ａあるいは室内機６ｂでのサーモ状態（サーモＯＮ
あるいはサーモＯＦＦあるいは運転停止）を判定し、台
数減少時でなければ、第一圧縮機回転数決定器１９の出
力（すなわち各室温が各室温設定値と一致するように求
められた圧縮機回転数である第一圧縮機回転数制御器１
４の出力）を優先的に出力して圧縮機１の回転数を操作
する。したがって各部屋９ａ、９ｂの負荷に応じて室内
熱交換器６ａ、６ｂで暖房能力が確保される。

【００１９】次に、室内機の運転台数減少時について説
明する。まず室温検知器１３ａ、１３ｂの出力を入力と
する第三圧縮機回転数制御器１８では、室温検知器１３
ａ、１３ｂの各出力と各室温設定値とを比較して室内機
６ａあるいは室内機６ｂでのサーモ状態（サーモＯＮあ
るいはサーモＯＦＦ）を判定し、台数減少時であれば、
サーモＯＦＦあるいは運転停止になった各室内機の定格
能力に応じて圧縮機１の回転数を減少させて（例えば数
１のように時刻（ｔ−ｔ０）でサーモＯＮ状態であった
各室内機の各定格能力の合計値と時刻（ｔ−ｔ０）でサ
ーモＯＮ状態であり時刻ｔでサーモＯＦＦ状態あるいは
運転停止になった各室内機の各定格能力の合計との差
を、時刻（ｔ−ｔ０）でサーモＯＮ状態であった各室内
機の各定格能力の合計値で除した値に時刻（ｔ−ｔ０）
での圧縮機回転数から給湯に最低限必要な圧縮機回転数
を引いた値を乗じてさらに給湯に最低限必要な圧縮機回
転数を加えて圧縮機１の回転数とする）出力する。

【００２０】

【数１】Ｆ＝（Ｆ０−ＦＷ）×（Ｓ−ｄＳ）／Ｓ＋ＦＷ ここで、Ｆは時刻ｔにおける圧縮機回転数、Ｆ０は時刻
（ｔ−ｔ０）における圧縮機回転数、ＦＷは給湯に最低
限必要な圧縮機回転数（最低限必要な圧縮機回転数は例
えば給湯機の最低水量及び温度を考慮して予め決められ
る。）、Ｓは時刻（ｔ−ｔ０）においてサーモＯＮ状態
であった各室内機の各定格能力の合計値、ｄＳは時刻
（ｔ−ｔ０）ではサーモＯＮ状態であり時刻ｔではサー
モＯＦＦあるいは運転停止になった各室内機の各定格能
力の合計値である。この第三圧縮機回転数制御器１８の
出力と第一圧縮機回転数決定器１９の出力と室温検知器
１３ａ、１３ｂの各出力（＝部屋９ａ、９ｂの室温）を
入力とする第二圧縮機回転数決定器２０では、室温検知
器１３ａ、１３ｂの各出力をもとに室内機６ａあるいは
室内機６ｂでのサーモ状態（サーモＯＮあるいはサーモ
ＯＦＦ）を判定し、台数減少時であれば、第三圧縮機回
転数制御器１８の出力を優先的に出力して圧縮機１の回
転数を操作する。したがって運転状態および冷凍サイク
ル状態が急激に変化する台数減少時においても運転継続
中の他室の暖房や給湯に及ぼす影響を小さくでき、また
機器の信頼性、安全性をも保証することができる。

【００２１】一方、冷房給湯運転の場合でも上記の暖房
給湯運転の場合と同様に運転状態および冷凍サイクル状
態が急激に変化する台数減少時においても運転継続中の
他室の冷房や給湯に及ぼす影響を小さくでき、また機器
の信頼性、安全性をも保証することができる。

【００２２】なお、上記実施例では、室内機は二台の構
成の場合を示したが、室内機の台数はこれに限定される
ものではない。

【００２３】また、上記実施例では、四方弁の切換によ
って暖房と冷房を切り換える構成としたが、給湯と暖房
のみ、あるいは給湯と冷房のみ等の構成でもよく、これ
に限定されるものではない。

【００２４】また、上記実施例では、運転検知手段を室
温検知手段を用いて構成したが、これに限らず、例えば
室内機の停止信号を検出する構成等にしてもよい。

【００２５】また、上記実施例では、制御手段は圧縮機
の回転数を制御する構成としたが、これに限らず、圧縮
機の運転能力が制御できれば例えば電圧などを制御する
ようにしてもよい。

【００２６】また、上記実施例では、給湯機に必要な所
定の運転能力を給湯機の水量と温度を考慮して予め決め
たが、これに限らず、給湯機に関する他の要素を考慮す
るようにしてもよい。

【００２７】また、上記実施例では、制御手段を専用の
ハードウェアにより構成したが、同様の機能をコンピュ
ータを用いてソフトウェア的に構成してもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、複数の室内機の運転状態をそれぞれ検知する運
転検知手段と、その検知結果に応じて、給湯機に必要な
所定の運転能力を維持した状態で圧縮機の運転能力を制
御する制御手段とを備えているので、室内機の運転状態
の変化による給湯機への影響が小さく、出湯温度が乱さ
れにくいという長所を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる一実施例の空調給湯装置の構成
図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 室外熱交換器 ３ 四方弁 ４ 室外用絞り装置 ５ 室外機 ６ａ、６ｂ 室内熱交換器 ７ａ、７ｂ 空調用絞り装置 ８ａ、８ｂ 室内機 ９ａ、９ｂ 部屋 １０ 給湯用熱交換器 １１ 給湯用絞り装置 １２ 給湯ユニット １３ａ、１３ｂ 室温検知器 １４ 第一圧縮機回転数制御器 １５ 吐出圧力検知器 １６ 吸入圧力検知器 １７ 第二圧縮機回転数制御器 １８ 第三圧縮機回転数制御器 １９ 第一圧縮機回転数決定器 ２０ 第二圧縮機回転数決定器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 雄二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を圧縮するための圧縮機を有する室
   外機と、その室外機に接続された空調に用いる複数の室
   内機と、前記室外機に接続された給湯を行うための給湯
   機と、前記複数の室内機の運転状態をそれぞれ検知する
   運転検知手段と、その運転検知手段の検知結果に応じ
   て、前記給湯機に必要な所定の運転能力を維持した状態
   で前記圧縮機の運転能力を制御する制御手段とを備えた
   ことを特徴とする空調給湯装置。
2. 【請求項２】 運転能力は、回転数であることを特徴と
   する請求項１記載の空調給湯装置。
3. 【請求項３】 給湯機に必要な所定の運転能力とは、前
   記給湯機の水量及び温度を考慮して決められることを特
   徴とする請求項１記載の空調給湯装置。