JPH09126530A - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

空気調和機の制御装置

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JPH09126530A
JPH09126530A JP7284053A JP28405395A JPH09126530A JP H09126530 A JPH09126530 A JP H09126530A JP 7284053 A JP7284053 A JP 7284053A JP 28405395 A JP28405395 A JP 28405395A JP H09126530 A JPH09126530 A JP H09126530A
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博孝 村田
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公一 松本
Isao Arai
功 新井
Hisashi Tokisaki
久 時崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一の熱源側ユニットに接続された多数の利
用側ユニットを円滑に制御することができる空気調和機
の制御装置を安価に提供する。 【解決手段】主マイコン21に複数の拡張マイコン22
・・を接続する。各室内機14・・・の室内機側制御装
置61は信号線を介して拡張マイコン22に接続する。
各室内機側制御装置61・・と拡張マイコン22は、そ
れぞれ一対一のシリアル回線で接続する。主マイコン2
1は各拡張マイコン22を介して各室内機側制御装置6
1・・との間でデータの授受を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一台の熱源側ユニ
ットに対して複数台の利用側ユニットが配管接続され、
一台の熱源側ユニットから夫々の利用側ユニットへ熱媒
体を循環させて空調運転を行う、所謂マルチと称される
空気調和機の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より室内の冷房、或いは、冷暖房を
行なう空気調和機は、一台の室外機に対して一台の室内
機が配管接続される構成であったが、近年では一台の室
外機に対して複数台の室内機を配管接続し、室外機に設
けた制御回路と室内機に設けた制御回路との間で制御デ
ータを送受して複数台の室内機により空調するマルチ構
成が採られるようになって来た。
【0003】この場合、従来の室外機の制御回路は、基
板上に設けられたマイクロコンピュータ(以下、マイコ
ンと称する)一個により構成されており、各室内機に設
けられたマイコンとの間でデータ通信を行って室外機の
圧縮機や室外熱交換器のファンの制御を行っていた。
【0004】また、室外機のマイコンのポート数には限
界があり、数多くの室内機を接続する場合には、ポート
数が不足するため、基板上にポートを増やすための拡張
用のゲート回路を取り付け、これによって多数の室内機
を制御していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように従来では室
外機のマイコンが設けられた基板上に拡張用のゲート回
路を増設することによって各室内機を制御していたた
め、室内機の数が増加するに従って拡張用のゲート回路
も増加する。そのため、室外機の基板が大きくなると共
に、回路部品点数も増大して、コストの高騰を引き起こ
す問題があった。
【0006】また、室外機の一個のマイコンが直接複数
の室内機との間でデータ通信を行うことになるため、ポ
ーリングなどのデータ通信処理に時間がかかり、自らが
制御すべき室外機の圧縮機や室外熱交換器用ファンの制
御に支障が生じる問題もあった。
【0007】本発明は係る従来の技術的課題を解決する
ために成されたものであり、単一の熱源側ユニットに接
続された多数の利用側ユニットを円滑に制御することが
できる空気調和機の制御装置を安価に提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の制御装置
は、単一の熱源側ユニットと複数台の利用側ユニットを
熱媒体循環用の配管で接続し、熱源側ユニットと利用側
ユニットとの間で熱媒体を循環させるように成した空気
調和機に適用され、夫々の利用側ユニットに設けられ、
この利用側ユニットの運転を制御する利用側制御手段
と、熱源側ユニットに設けられ、この熱源側ユニットの
運転を制御する主制御手段と、この主制御手段とデータ
の授受を可能に電気的に接続された複数の拡張制御手段
と、複数の利用側制御手段を複数の拡張制御手段の中か
ら夫々特定の拡張制御手段へデータの授受を可能に電気
的につなげる複数の信号線とを備えており、利用側制御
手段と主制御手段との間のデータの授受を拡張制御手段
を介して行うものである。
【0009】請求項2の発明の空気調和機の制御装置
は、上記において拡張制御手段の1つに対して複数の利
用側制御手段が信号線を介して接続されているものであ
る。
【0010】請求項3の発明の空気調和機の制御装置
は、前記各発明において主制御手段に接続される拡張制
御手段は、熱源側ユニットに配管で接続される利用側ユ
ニットの台数に応じて増減されるものである。
【0011】請求項4の発明の空気調和機の制御装置
は、前記各発明において拡張制御手段は、利用側制御手
段から信号線を介して受信したデータを格納する記憶部
を備えており、主制御手段からの要求に応答してこの記
憶部に格納されたデータを主制御手段へ転送すると共
に、利用側制御手段から信号線を介してデータを受信し
た際にも該データを主制御手段へ転送するものである。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、図面に基づき本発明の実施
の形態を詳述する。図1は本発明の空気調和機の冷媒回
路図(主に室外ユニットの冷媒回路図でありこの図にお
いて、本発明の空気調和機は、一台の室外ユニット2
(熱源側ユニット)と、それに配管接続された複数台の
室内ユニット14a、14b、・・・(利用側ユニッ
ト)とから構成されている。
【0013】室外ユニット2には圧縮機3、四方弁8
(冷房運転と暖房運転とで流路が切換わる)、熱源側熱
交換器4、レシーバータンク5、アキュムレータ7など
が設けられ、室内ユニット14aには利用側熱交換器1
5a、減圧装置17a(電動膨張弁やキャピラリーチュ
ーブなど)が設けられている。
【0014】前記四方弁8の入口は圧縮機3の吐出配管
3Aに接続されており、四方弁8の出口はアキュムレー
タ7を経て圧縮機3の吸込配管3Bに接続されている。
【0015】また、四方弁8の一方の接続口には熱源側
熱交換器4が接続されると共に、熱源側熱交換器4の出
口にはレシーバータンク5が接続され、レシーバータン
ク5はメイン弁11を経てサービスバルブ18に接続さ
れている。そして、このサービスバルブ18に複数の分
流弁6a、6b、6c、6d・・・が接続される。尚、
この分流弁6a・・・は4個一組で複数組増設可能とさ
れている。
【0016】更に、四方弁8の他方の接続口にはマフラ
ー12が接続され、マフラー12はサービスバルブ13
に接続される。そして、このサービスバルブ13に複数
の接続弁16a、16b、16c、16d・・・が接続
される。尚、この接続弁16a・・・も4個一組で複数
組増設可能とされている。
【0017】分流弁6aと接続弁16aとの間には室内
ユニット14aの利用側熱交換器15a(図示しない室
内ファンを有する)及び減圧装置17aが直列に接続さ
れている。室内ユニット14b、14c、14dは室内
ユニット14aと同じ構成を備えるものであり、この室
内ユニットは必要に応じて分流弁と接続弁との間に接続
される。
【0018】尚、9は熱源側熱交換器4に圧縮機3から
吐出される高温冷媒を直接供給して除霜するための除霜
弁、10はレシーバータンク5内又は配管内の液冷媒を
圧縮機3内に供給して冷却(リキッドインジェクショ
ン)するリキッド弁である。また、熱源側熱交換器4に
は図示しない室外ファンが対設されて空冷される。
【0019】以上の構成で、空気調和機の冷房運転時は
(例えば分流弁6aが開いているものとする。他の室内
ユニットが接続されている場合も同様な冷媒の流れにな
るので、室内ユニット14aに限って説明する。)、圧
縮機3が運転されると、圧縮機3から吐出された高温高
圧のガス冷媒は四方弁8を経て熱源側熱交換器4に流入
し、そこで放熱して凝縮される。熱源側熱交換器4から
出た液冷媒は、レシーバータンク5に溜まった後、メイ
ン弁11、サービスバルブ18、分流弁6aと流れて室
外ユニット2から流出し、室内ユニット14aの減圧装
置17aで減圧された後、利用側熱交換器14aで蒸発
して室内ユニット14aによる冷房運転を可能にする。
次いで、蒸発してガス化した冷媒は室内ユニット14a
から流出し、接続弁16から室外ユニット2に戻る。そ
して、マフラー12、四方弁8及びアキュムレータ7を
経て、吸込配管3Bから圧縮機3に吸引される。これに
よって、熱源側熱交換器4は凝縮器となり、利用側熱交
換器15は蒸発器となる。
【0020】次に、暖房運転時は、圧縮機3が運転され
ると、圧縮機3から吐出された高温高圧のガス冷媒は四
方弁8、マフラー12を経て接続弁16から室内ユニッ
ト14aに流入する。そして、このガス冷媒は減圧装置
6aの作用によって利用側熱交換器15aで凝縮し室内
ユニット14aによる暖房運転を可能にする。
【0021】利用側熱交換器4から出た液冷媒は、減圧
装置17を経て分流弁6aから室外ユニット2に戻り、
メイン弁11、レシーバータンク5を経て熱源側熱交換
器4に流入する。熱源側熱交換器4に流入した冷媒はそ
こで蒸発し、四方弁8及びアキュムレータ7を経て、吸
込配管3Bから圧縮機3に吸引される。これによって、
熱源側熱交換器4は蒸発器となり、利用側熱交換器15
は凝縮器となる。
【0022】尚、各室内ユニット14a・・・への冷媒
供給は分流弁6a・・・が後述する制御装置19により
開閉されることによって、制御される。
【0023】図2は図1に示した空気調和機に用いる制
御装置の要部ブロック図である。この図において、室外
ユニット2には、主に同一基板上に設けられた主制御手
段としての一個の主マイコン(汎用マイクロコンピュー
タ)21と、この主マイコン21に並設に接続された拡
張制御手段としての複数の拡張マイコン(汎用マイクロ
コンピュータ)22a、22b、22c・・・(実施例
では3個であるが、接続される室内ユニットの数によっ
て変わる)とから構成される。
【0024】そして、各室内ユニット14a、14b・
・・は夫々汎用マイクロコンピュータによる制御装置を
備えており、夫々室外ユニット2の拡張マイコン22
a、22b・・・との間でシリアル通信回路23a、2
3b、23c・・・を介して一対一のシリアルデータ通
信を行うように構成されている。
【0025】主マイコン21には室外ファンを駆動する
ための電動機30が駆動回路31を介して接続され、四
方弁8、除霜弁9、リキッド弁10、メイン弁11等は
夫々駆動回路32、33を介して接続されている。
【0026】駆動回路31は主マイコン21からの信号
に応答して励磁される補助リレーを複数備え、これらの
リレーの励磁に応答する接片の組合せによって電動機3
0の速調端子を選択し電動機30の速度(室外ファンの
風量)の変更を行う。この電動機30の速度は主マイコ
ン21が外気温度、熱源側熱交換器の温度、利用側熱交
換器の温度、冷媒が供給されている室内ユニットの数、
冷凍サイクルの過負荷状態等を判断して、冷房運転の外
気温が高くなるにつれ、室内ユニットの運転台数が多く
なるにつれ、冷凍サイクルが過負荷になるにつれなどの
際に電動機30の速度が大きくなる方向に制御される。
【0027】四方弁8は冷房運転(及び逆サイクル除
霜)/暖房運転を切り換える際に、駆動回路32内の補
助リレーが主マイコン21からの信号に応答し励磁され
て切り換えられる。同様にして、除霜弁9は暖房運転中
に熱源側熱交換器4の温度が特に下がったときに駆動回
路32内の補助リレーが主マイコン21からの信号に応
答し励磁されて流路を開き、リキッド弁10は圧縮機3
の運転中に圧縮機3の温度(又は吐出ガスの温度)や冷
凍サイクルが過負荷状態になったときに駆動回路33内
の補助リレーが主マイコン21からの信号に応答し励磁
されて流路を開き、メイン弁11は空気調和機の運転中
に駆動回路32内の補助リレーが主マイコン21からの
信号に応答し励磁されて流路を開くものである。
【0028】また圧縮機3も駆動回路34を介して主マ
イコン21に接続され、圧縮機3の駆動源に三相誘導電
動機を用いた場合は、駆動回路34は所定の回転数を得
るために必要な周波数の三相疑似正弦波を得るためのス
イッチング信号に応答してON/OFFする三相インバ
ータ回路に相当し、圧縮機3の駆動源に直流電動機(ブ
ラシレスタイプ)を用いた場合は、駆動回路34は所定
の回転数を得るために必要な直流電圧と固定子巻線への
適な通電切換えを行うためのスイッチング信号に応答し
てON/OFFする三相インバータ回路に相当する。
尚、前記所定の回転数は主マイコン21が夫々の室内ユ
ニット14a、14b・・・からの要求される冷凍能力
に応じて予め定められたアルゴリズムに従って算出する
ものである。
【0029】さらに主マイコン21には拡張マイコン2
2a、22b・・・が接続されてデータの送受が行える
ようになっている。主マイコン21と拡張マイコン22
a、22b・・・とは共通の4本の信号線に接続されて
いる。この4本の内1本はデータを同期させるためのク
ロック用の信号線であり、もう1本はデータの開始及び
終了を示すためのコントロール信号用の信号線であり、
夫々のマイコンの同機能用のポートに接続されている。
残り2本は、主マイコン21から拡張マイコン22a、
22b・・・へ出力されるデータが流れる出力信号線
と、主マイコン21が拡張マイコン22a、22b・・
・から出力されるデータを入力するための入力信号線で
ある。
【0030】拡張マイコン22a、22b・・・のそれ
ぞれは外付けのスイッチによって2ビット(拡張マイコ
ンが3個の場合であり、拡張マイコンの搭載可能個数に
応じて増減される)が設定されており、主マイコン21
のアドレスを「00」とすると拡張マイコンのアドレス
は「01」、「10」、「11」になる。
【0031】主マイコン21からデータを出力する際は
指定の拡張マイコンのアドレス(「00」以外)をデー
タの先頭に設けてデータを出力信号線に出力する。アド
レスで指定された拡張マイコンはこのデータを取り込
み、このデータに基づく動作を行う。尚、拡張マイコン
からは主マイコン21を指定するアドレス「00」を設
けたデータを入力信号線に出力される。
【0032】主マイコン21から出力されるデータとし
ては、特定の室内ユニット(例えば)14aへデータを
転送させるための制御コードと転送されるデータ、拡張
マイコンのに格納された特定の室内ユニット14aから
のデータを主マイコン21へ出力させるための制御コー
ドからなるデータなどである。
【0033】夫々の拡張マイコンは、接続されている室
内ユニット14a,14b、14c・・・毎に対応する
送受信用の記憶部を有し、室内ユニット14a,14
b、14c・・・から送信されたデータは夫々対応する
記憶部に格納し、主マイコン21からの出力要求に応じ
て入力信号線に出力する。尚、この主マイコン21から
の出力要求は本実施例では約1〜2秒毎に定期的に行わ
れる。すなわち、これら室内ユニットから送信されたデ
ータは主マイコン21が定期的にポーリングして制御に
用いている。
【0034】室内ユニットにデータを送信する際は、拡
張マイコンが送信用の記憶部に一旦格納されたデータを
必要に応じて複数回室内ユニットに送信する。
【0035】図3は拡張マイコン(例えば22a)と室
内ユニット(例えば14a)との間のデータの送受を可
能にするシリアル通信回路(インターフェース回路)2
3aの要部電気回路図である。シリアル通信回路23
b、23c・・・はシリアル通信回路23aと同じ回路
構成である。
【0036】41、42はフォトカプラであり、直流電
源電圧Vccと接地GND間に発光素子、受光素子の順
に接続されており、拡張マイコン22aからの信号に応
答して発光素子が点滅し、受光素子の出力は拡張マイコ
ン22aに供給される。43、45はバイアス用の抵
抗、44はノイズ吸収用のコンデンサである。
【0037】室内ユニット14aに対しては、フォトカ
プラ41の受光素子及びフォトカプラ42の発光素子が
ノイズフィルタ46、保護用抵抗47、逆接続防止用の
ダイオード48を介して直列に接続されている。49は
バイアス用に抵抗、50は保護用のツェナーダイオード
である。拡張マイコン22aからのデータはフォトカプ
ラ41のON/OFFで室内ユニット14aに送信さ
れ、室内ユニット14aからのデータはフォトカプラ4
2のON/OFFで拡張マイコン22aに送信される。
【0038】尚、図中COM、ACには交流電源が接続
され、信号線の一方をCOMで共通にして室内ユニット
14aにデータと交流電力とが供給されるものである。
【0039】次に、図4のフローチャートを参照して拡
張マイコン22の動作を説明する。尚、室外ユニット2
は図示しない電源に接続されているものとし、各マイコ
ン21、22及び室内ユニットの制御用のマイコンは電
源投入時にリセットされるものとする。また、各室内ユ
ニット14a・・・の温度設定及び風量調整等は各室内
ユニット14a・・・に設けられた前記室内ユニットの
制御用のマイコンにて行なわれるものとする。
【0040】まず、図示しない電源が投入されるとステ
ップS1で拡張マイコン22はシリアル通信回路23a
・・・を介してそれぞれの室内ユニット14a・・・か
らデータの入力があったか否か判断し、入力があった場
合にはステップS2に進んで自らのデータを更新して保
持する。次に、このデータに室内ユニットの異常を示す
データが含まれている場合は、拡張マイコン22はステ
ップS3で当該更新されたデータを主マイコン21へ送
信して異常に対する処理をお行なわさせる。尚、この異
常を示すデータのが含まれていた際の処理は、主マイコ
ン21のポーリング周期が短くタイムラグが問題になら
ないときは省略して良い。。また、拡張マイコン22は
ステップS4で前述の主マイコン21からのポーリング
があったか否か判断し、あった場合にはステップS3に
進んで前述同様に記憶部に格納しているデータを主マイ
コン21に送信する。
【0041】主マイコン21はこのように拡張マイコン
22a・・・を介して収集した各室内ユニット14a・
・・のデータに基づき、冷媒供給の必要な室内ユニット
に対応する分流弁6の開放を実行する。また、同様に冷
媒供給を停止する必要のある室内ユニットに対する分流
弁6は閉じる制御を実行する。更に、全ての分流弁6が
閉じられる状況では圧縮機3を停止する。
【0042】このように、空気調和機1の制御装置19
は主マイコン21に拡張マイコン22a、22b、22
cを複数(3個)並列接続すると共に、各拡張マイコン
に室内ユニットを4台接続して、拡張マイコンと室内ユ
ニットとの間でそれぞれシリアルデータ通信を行うよう
にしているので、従来に比して基板を小さくすることが
でき、価格も低く抑えることができる。
【0043】また、主マイコン21に複数の拡張マイコ
ン22a・・・を接続し、これを介して室内ユニット1
4a・・・のデータを入力するので、マイコンに拡張用
の回路を組付けた従来の制御装置に比して複数の室内ユ
ニット14a・・・から温度等の数々のデータ収集処理
を短時間で処理できるようになる。従って、室内ユニッ
ト14a・・・が多数接続される場合にも、室外ユニッ
ト2の制御に支障が生じることがない。
【0044】尚、実施例では主マイコン21に拡張マイ
コン22a、22b、22cを3個接続し、拡張マイコ
ンに室内ユニットを4台接続したが、それに限らず主マ
イコン21に拡張マイコンを二個或いは四個以上接続
し、拡張マイコンに5台以上室内ユニットを接続するよ
うに構成しても差し支えない。
【0045】また、実施例では室外ユニットと室内ユニ
ットとの間で冷媒を循環させる空気調和機について説明
したが、熱源側ユニットにて冷却或いは加熱された冷水
或いは温水(熱媒体)を利用側ユニットに循環させる所
謂チラーユニットにも本発明は有効である。
【0046】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば単一
の熱源側ユニットに複数台の利用側ユニットを熱媒体循
環用の配管で接続して成る空気調和機において、熱源側
ユニットを制御する主制御手段に複数の拡張制御手段を
接続すると共に、各利用側ユニットの利用側制御手段は
信号線を介して拡張制御手段に接続し、主制御手段は各
拡張制御手段を介して各利用側制御手段との間でデータ
の授受を行うようにしたので、ポートに限りのある主制
御手段で多数の利用側ユニットを支障無く制御すること
ができるようになる。また、従来の如く拡張用のゲート
回路を多数組み込む必要がなくなるので、基板面積を縮
小できると共に、部品コストも低く抑えることが可能と
なるものである。
【0047】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の空気調和機の室外ユニットの配管構成
図である。
【図2】図1に示した空気調和機に用いる制御装置の要
部ブロック図である。
【図3】拡張マイコンと室内ユニットとの間のデータの
送受を可能にするシリアル通信回路の要部電気回路図で
ある。
【図4】本発明の空気調和機の拡張マイコンのプログラ
ムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
2 室外ユニット (熱源側ユニット) 4 熱源側熱交換器 6a・・・ 分流弁 8 四方弁 14a・・ 室内ユニット(利用側ユニット) 15a 利用側熱交換器 21 主マイコン(主制御手段) 22a・・ 拡張マイコン(拡張制御手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新井 功 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 時崎 久 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単一の熱源側ユニットと複数台の利用側
    ユニットを熱媒体循環用の配管で接続し、前記熱源側ユ
    ニットと前記利用側ユニットとの間で前記熱媒体を循環
    させるように成した空気調和機において、前記夫々の利
    用側ユニットに設けられ、この利用側ユニットの運転を
    制御する利用側制御手段と、前記熱源側ユニットに設け
    られ、この熱源側ユニットの運転を制御する主制御手段
    と、この主制御手段とデータの授受を可能に電気的に接
    続された複数の拡張制御手段と、前記複数の利用側制御
    手段を前記複数の拡張制御手段の中から夫々特定の拡張
    制御手段へデータの授受を可能に電気的につなげる複数
    の信号線とを備え、前記利用側制御手段と主制御手段と
    の間のデータの授受を前記拡張制御手段を介して行うこ
    とを特徴とする空気調和機の制御装置。
  2. 【請求項2】 前記拡張制御手段の1つに対して複数の
    前記利用側制御手段が前記信号線を介して接続されてい
    ることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機の制御
    装置。
  3. 【請求項3】 前記主制御手段に接続される前記拡張制
    御手段は、前記熱源側ユニットに配管で接続される利用
    側ユニットの台数に応じて増減されることを特徴とする
    請求項1または請求項2に記載の空気調和機の制御装
    置。
  4. 【請求項4】 前記拡張制御手段は、前記利用側制御手
    段から信号線を介して受信したデータを格納する記憶部
    を備え、主制御手段からの要求に応答してこの記憶部に
    格納されたデータを主制御手段へ転送すると共に、前記
    利用側制御手段から信号線を介してデータを受信した際
    にも該データを主制御手段へ転送することを特徴とする
    請求項1乃至請求項3に記載の空気調和機の制御装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007061186A1 (en) * 2005-11-24 2007-05-31 Lg Electronics Inc. Apparatus and method for controlling air conditioner

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