JPH10170085A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 外気温の低い環境、あるいは、中間期におい
て、室外ユニットに対する負荷変動や落差に起因する冷
媒循環量の不足を解消することにより、冷房能力を確保
することのできるマルチタイプの空気調和機を提供す
る。 【解決手段】 冷凍サイクルを冷房モードで運転するに
当たり、室内温度センサが室内温度を、凝縮温度センサ
冷媒の凝縮温度を、吸込側冷媒圧力センサが圧縮機の吸
込側圧力を検出すると、圧縮機基本運転容量演算手段が
室内温度と設定温度との差に対応する圧縮機の基本運転
容量を各室内ユニット毎に演算し、圧縮機運転容量設定
手段が各室内ユニットの基本運転容量を加算してその合
計値に従って圧縮機の運転容量を設定し、設定された運
転容量に従って圧縮機運転手段が圧縮機を容量制御運転
し、そのとき、冷媒凝縮温度が所定値以下であることを
条件にして圧縮機運転容量補正手段が圧縮機の吸込側圧
力に応じて圧縮機の運転容量を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、室外ユニットに複
数の室内ユニットを接続したマルチタイプの空気調和機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】部屋数の多いビルディング等で使用する
空気調和機として、室外ユニットに、複数の室内ユニッ
トを接続したマルチタイプがある。これを用いれば、１
台の空気調和機で複数の部屋を同時に空調することがで
きる。

【０００３】この空気調和機では、室外ユニットに圧縮
機及び室外熱交換器を設け、各室内ユニット側に流量調
節弁及び室内熱交換器を設け、これら圧縮機、室外熱交
換器、各流量調節弁、各室内熱交換器を順次に配管接続
することにより冷凍サイクルを形成している。

【０００４】各室内ユニットは、室内温度と設定温度と
の差に応じて流量調整弁の開度を制御し、これにより室
内熱交換器への冷媒流量を調節すると共に、室内温度と
設定温度との差に対応する能力の要求指令を室外ユニッ
トに送る。室外ユニットは、各室内ユニットからの要求
指令に応じて圧縮機の運転容量を制御する。

【０００５】ところで、この種のマルチタイプの空気調
和機としては、室内ユニットの要求能力指令の合計値に
よって圧縮機の運転容量を決定し、この運転容量に固定
して圧縮機を制御するものと、室内ユニットの要求能力
指令の合計値によって圧縮機の運転容量を決定し、さら
に、決定された運転容量を、室内ユニットの冷媒蒸発圧
力に応じて補正して圧縮機を制御するものとがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】マルチタイプの空気調
和機を冷房モードで運転する場合、前者のタイプの空気
調和機にあっては、外気温の変化によって室外ユニット
の負荷が変化した場合でも、決定された運転容量に固定
されてしまうため、外気温の低い環境、あるいは、中間
期において、圧縮機の吐出側冷媒圧力が低下すると共に
吸込側冷媒圧力が上昇した状態での低圧縮比運転が行わ
れることがある。これによって、冷媒が潤滑油で希釈さ
れる割合が増大したり、あるいは、室外熱交換器内の液
冷媒に潤滑油が溶け込んで冷媒循環量の不足をきたして
冷房能力が低下するという問題があった。

【０００７】また、後者のタイプにあっては、外気温の
低い環境で冷媒凝縮温度の低下に伴って室内熱交換器の
蒸発圧力も低下し、これによって、圧縮機運転容量を下
げる方向に補正されるため、潤滑油による冷媒の希釈度
の増大、あるいは、室外熱交換器内の液冷媒に対する潤
滑油の溶け込みにより、冷媒循環量が不足して冷房能力
が低下するという問題があった。

【０００８】さらに、冷媒循環量の不足に起因する冷房
能力の不足は、室外ユニットをビルディングの、例えば
地下階に設置する逆落差システムにおいて、最上階の末
端部の室内ユニットに発生しやすく、この室内の冷房効
果の立上がり特性が悪くなるという問題もあった。

【０００９】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、室外ユニットに対する負荷変動や落差に起
因する冷媒循環量の不足を解消することにより、冷房能
力を確保することのできる空気調和機を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の空気調
和機は、室外ユニットに設けた圧縮機及び室外熱交換器
と、複数の室内ユニットにそれぞれ設けた室内熱交換器
とを接続して冷凍サイクルを形成し、この冷凍サイクル
を冷房モードで運転するに当たり、室内温度センサが室
内温度を、凝縮温度センサが冷媒の凝縮温度を、吸込側
冷媒圧力センサが圧縮機の吸込側圧力を検出すると、圧
縮機基本運転容量演算手段が室内温度と設定温度との差
に対応する圧縮機の基本運転容量を各室内ユニット毎に
演算し、圧縮機運転容量設定手段が各室内ユニットの基
本運転容量を加算してその合計値に従って圧縮機の運転
容量を設定し、設定された運転容量に従って圧縮機運転
手段が圧縮機を容量制御運転し、そのとき、冷媒凝縮温
度が所定値以下であることを条件にして圧縮機運転容量
補正手段が圧縮機の吸込側圧力に応じて圧縮機の運転容
量を補正するようにしたので、外気温の低い環境、ある
いは、中間期において、圧縮機の吐出側冷媒圧力が低下
する場合でも、冷媒循環量の不足を解消して、冷房能力
を確保することができる。

【００１１】請求項２に記載の空気調和機は、冷房運転
中の室内ユニットの各室内温度センサによって検出され
た室内温度の最高値を検出する最高室温検出手段を備
え、凝縮温度と室内温度の最高値との差が所定値以下に
なった場合を条件として、圧縮機運転容量補正手段が凝
縮温度と室内温度の最高値との差が所定値以上になるま
で圧縮機の吸込側圧力に応じて圧縮機の運転容量を補正
するので、ワイドマルチタイプの空気調和機において
も、冷媒循環量の不足を解消して、冷房能力を確保する
ことができる。

【００１２】請求項３に記載の空気調和機は、圧縮機の
実運転容量を検出する実運転容量検出手段と、検出され
た実運転容量と設定された合計運転容量とを比較する手
段とを備え、圧縮機運転容量補正手段が実運転容量と設
定運転容量との差が所定値を越えることを条件として、
圧縮機の吸込側圧力に応じて圧縮機の運転容量を補正す
るようにしたので、逆落差システムにおいて最上階の末
端部の室内ユニットの冷媒循環量の不足に起因する冷房
能力不足を解消して、冷房能力の確保と併せて、冷房効
果の立上がりを早めることができる。

【００１３】請求項４に記載の空気調和機は、室外ユニ
ットに設けた圧縮機及び室外熱交換器と、複数の室内ユ
ニットにそれぞれ設けた室内熱交換器及び流量調整弁と
を接続して冷凍サイクルを形成し、この冷凍サイクルを
冷房モードで運転するに当たり、室内温度センサによっ
て室内温度を、凝縮温度センサによって冷媒の凝縮温度
を、吸込側冷媒圧力センサによって圧縮機の吸込側圧力
をそれぞれ検出すると、圧縮機基本運転容量演算手段が
室内温度と設定温度との差に対応する圧縮機の基本運転
容量を各室内ユニット毎に演算し、圧縮機運転容量設定
手段が各室内ユニットの基本運転容量を加算してその合
計値に従って圧縮機の運転容量を設定し、設定された運
転容量に従って圧縮機運転手段が圧縮機を容量制御運転
する一方、基本開度設定手段が室内温度と設定温度との
差に対応する流量調整弁の開度を設定し、そのとき、冷
媒の実過熱度を検出し、流量調整弁開度補正手段がこの
実過熱度を目標過熱度に一致するように流量調整弁の開
度の設定値を補正するようにし、この補正に際して冷媒
循環量判定手段が冷媒循環量を不足状態と判定すると、
この不足状態を条件として、圧縮機運転容量補正手段が
圧縮機の吸込側圧力に応じた圧縮機の運転容量の補正を
行うので、外気温の低い環境、あるいは、中間期におい
て、冷媒循環量の不足を解消して、冷房能力を確保する
ことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す一実施
形態に基づいて詳細に説明する。図１において、Ｘは室
外ユニットで、この室外ユニットＸに複数の室内ユニッ
トＹが配管及び配線接続されている。室外ユニットＸ
は、共通の密閉ケースに収容された圧縮機１，２を備え
ている。圧縮機１は、インバータ駆動の能力可変圧縮機
である。圧縮機２は、商用電源駆動の能力固定圧縮機で
ある。

【００１５】圧縮機１の吐出口に高圧側配管４が接続さ
れ、圧縮機２の吐出口にも、逆止弁３を介して、同じ高
圧側配管４が接続されている。圧縮機１，２の吸込口に
低圧配管５が接続されている。高圧側配管４に、オイル
セパレータ６及び四方弁７を介して、室外熱交換器８の
一端が接続されている。この室外熱交換器８の他端に、
逆止弁９及びリキッドタンク１０を介して、ドライヤ１
１が接続されている。逆止弁９と並列に、暖房用の膨張
弁１２が接続されている。室外熱交換器８の近傍に室外
ファン１３が設けられている。

【００１６】低圧側配管５には、アキュムレータ１４及
び四方弁７を介して、ストレーナ１５が接続されてい
る。上記オイルセパレータ６は、圧縮機１，２から吐出
される冷媒に含まれる潤滑油を抽出するものである。こ
のオイルセパレータ６から低圧側配管５にかけて、油戻
し用の配管１６が接続されている。

【００１７】逆止弁９とリキッドタンク１０との間のガ
スラインの管に、クーリングバイパス１７の一端が接続
されている。このクーリングバイパス１７の他端は、四
方弁７とアキュムレータ１４との間の低圧ラインの管に
接続されている。そして、クーリングバイパス１７に開
度可変弁１８が設けられている。

【００１８】圧縮機１の吐出側から高圧側配管４にかけ
ての配管部に、高圧スイッチ２１及び冷媒温度センサ２
５が取付けられている。圧縮機２の吐出口から逆止弁３
にかけての配管部に、高圧スイッチ２２及び冷媒温度セ
ンサ２６が取付けられている。高圧スイッチ２１，２２
は、冷媒の圧力が異常上昇して所定値に達すると、作動
するものである。高圧側配管４には冷媒圧力センサ２３
が取付けられている。低圧側配管５には冷媒圧力センサ
２４及び冷媒温度センサ２７が取付けられている。室外
熱交換器８に熱交換器温度センサ２８が取付けられ、室
外ユニットＸの所定箇所に外気温センサ２９が設けられ
ている。

【００１９】ドライヤ１１とストレーナ１５との間に、
室内ユニットＹのストレーナ３１及び流量調整弁３２を
介して、室内熱交換器３３が接続されている。室内熱交
換器３３の近傍に室内ファン３４が設けられている。流
量調整弁３２と室内熱交換器３３との間の液ラインの間
の管に冷媒圧力センサ３５及び冷媒温度センサ３７が取
付けられている。室内熱交換器３３に接続されたガスラ
インの管に冷媒圧力センサ３６及び冷媒温度センサ３８
が取付けられている。室内ファン３４の吸込み空気の通
路に室内温度センサ３９が設けられる。他の室内ユニッ
トＹについても同じ構成及び同じ接続である。

【００２０】このような配管接続により、室外ユニット
Ｘ及び各室内ユニットＹにおいてヒートポンプ式冷凍サ
イクルを構成している。冷房時は、四方弁７を図示の冷
房モード状態に設定し、これにより圧縮機１，２の吐出
冷媒を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、室外熱交換器８を凝縮器、各室内熱交換器３
３を蒸発器として機能させる。暖房時は、四方弁を破線
の暖房モード状態に切換え、これにより圧縮機１，２の
吐出冷媒を図示破線矢印の方向に冷媒を流して暖房サイ
クルを形成し、各室内熱交換器３３を凝縮器、室外熱交
換器８を蒸発器として機能させる。

【００２１】上記開度可変弁１８及び各流量調整弁３２
は、入力される駆動パルスの数に応じて開度が連続的に
変化するパルスモータバルブである。以下、開度可変弁
及び流量調整弁のことをＰＭＶと略称する。

【００２２】制御回路を図２に示す。室外ユニットＸは
室外制御部５０を備えている。この室外制御部５０に各
室内ユニットＹの室内制御部６０が配線接続されてい
る。

【００２３】室外制御部５０は、マイクロコンピュータ
及びその周辺回路からなっている。この室外制御部５０
に、四方弁７、室外ファンモータ１３Ｍ、ＰＭＶ１８、
高圧スイッチ２１，２２、冷媒圧力センサ２３，２４、
冷媒温度センサ２５，２６，２７、熱交換器温度センサ
２８、外気温センサ２９、商用交流電源５１、インバー
タ５２、スイッチ５３が接続される。

【００２４】インバータ５２は、室外制御部５０内の交
流電源ラインの電圧を整流し、それを室外制御部５０の
指令に応じたスイッチングにより所定周波数の電圧に変
換し、出力するものである。スイッチ６３は、例えば、
電磁接触器の接点である。室外制御部５０内の交流電源
ラインにスイッチ５３を介して圧縮機モータ２３が接続
される。室内制御部６０は、マイクロコンピュータ及び
その周辺回路からなる。この室内制御部６０に、ＰＭＶ
３２，室内ファンモータ３４Ｍ、冷媒圧力センサ３５，
３６、冷媒温度センサ３７，３８、室内温度センサ３
９、リモートコントロール式の操作器（以下、リモコン
と略称する）６１が接続されている。

【００２５】図２に示した制御回路のうち、室内制御部
６０は次の機能手段を備える。 ［１］リモコン６１の操作に基づく運転モード指令、運
転開始指令、運転停止指令を室外ユニットＸに送る手
段。 ［２］室内温度センサ３９の検出温度（吸込み空気温
度）Ｔa とリモコン６１の操作により定められた設定温
度Ｔs との差ΔＴを求め、その温度差ΔＴに対応する周
波数指令を決定し、それを室外ユニットＸに送る手段。
なお、周波数指令には冷房用と暖房用があるが、本発明
は冷房モードの運転を対象としているため、冷房用のも
のを示すと後述する表１のように、Ｓ３からＳＤまでの
１１段階のコードを用意している。 ［３］ＰＭＶ３２の開度を、周波数指令つまり上記温度
差ΔＴに応じた初期開度に設定する手段。 ［４］周波数指令つまり上記温度差ΔＴに応じて当該室
内ユニットの要求能力Ｑ0 を決定する手段。具体的に
は、当該室内ユニットの容量（馬力）、周波数指令つま
り温度差ΔＴに応じた係数Ａ、及び室内温度センサの検
出温度Ｔa の平均値に基づく能力補正係数Ｂを用いた下
式の演算により要求能力Ｑ0 を求めて決定する。なお、
係数Ａは後述する表１に示すように周波数指令に応じて
選択するようになっている。 Ｑ0 ＝２５００×馬力×Ａ×Ｂ …（１） Ｂ＝（Ｔa の平均値）×０．０３＋０．２ …（２） ［５］室内熱交換器３３における冷媒の飽和蒸発温度Ｔ
eoを検出する手段。 ［６］検出した飽和蒸発温度Ｔeoと室内温度センサ３９
の検出温度Ｔa とから当該室内ユニットが発揮する実能
力（実運転時の近似能力）Ｑ1 を求める手段。具体的に
は、当該室内ユニットの容量（馬力）、室内温度センサ
３９の検出温度Ｔa の平均値と飽和蒸発温度Ｔeoとの
差、及び熱交補正係数Ｃを用いた下式の演算により、実
能力Ｑ1 を求める。なお、熱交補正係数Ｃは、ジャンパ
ー設定により選択するもので、そのジャンパ設定との対
応を後述する表２に示している。 Ｑ1 ＝１１８×馬力×［（Ｔa の平均値）−Ｔeo］×Ｃ …（３） ［７］要求能力Ｑ0 とＱ1 との比Ｑx （＝Ｑ0 ／Ｑ1 ）
から室内熱交換器３３における冷媒の過熱度の目標値Ｓ
Ｈo を設定する手段。 ［８］室内熱交換器３３における冷媒の過熱度の実際値
ＳＨを検出する手段。 ［９］実際値ＳＨと目標値ＳＨo との差の大小を後述す
る表４に従ってゾーン判定する手段。 ［１０］ゾーン判定結果に応じた量だけ要求能力Ｑ0 の
上限値を制限する手段。具体的には、ゾーン判定結果を
室外ユニットＸに送り、その室外ユニットＸから送られ
る安定範囲補正指令の内容と後述する表７との照合によ
り係数Ａを補正し、この補正した係数Ａを要求能力Ｑ0
を求めるための上記式に当て嵌めることにより、要求能
力Ｑ0 の上限値を制限する。 ［１１］実際値ＳＨが目標値ＳＨo となるようＰＭＶ３
２を補正する手段。 ［１２］要求能力Ｑ0 と実能力Ｑ1 との比Ｑx （＝Ｑ0
／Ｑ1 ）、要求能力Ｑ0の上限値に対する制限量から、
当該室内ユニットにおける冷媒流量の満足度を決定する
手段。具体的には、比Ｑx 及び室外ユニットＸからの安
定範囲補正指令の内容を後述する表５に当て嵌め、冷媒
流量の満足度（不足、満足、過剰）を決定する。 ［１３］決定した満足度を満足度指令として室外ユニッ
トＸに送る手段。 ［１４］外気温の低い環境、あるいは、中間期における
低圧縮比運転を防止するために、室内温度センサの検出
温度を室外ユニットＸに送る手段。

【００２６】一方、室外制御部５０は、次の機能手段を
備える。 ［１］圧縮機１，２の運転容量（圧縮機１，２の運転台
数及び圧縮機１の運転周波数Ｆ）を、各室内ユニットＹ
からの周波数指令に応じて設定する手段。 ［２］設定した運転容量を各室内ユニットＹからの満足
度指令の内容に応じて適宜に補正する手段。 ［３］各室内ユニットＹから送られるゾーン判定結果の
データに応じて各室内ユニットＹに対する安定範囲補正
指令を決定する手段。なお、安定範囲補正指令には後述
の表６に示す８つのランクのものがあり、それぞれに３
桁の送信ビットが割当てられている。 ［４］決定した各安定範囲補正指令を各室内ユニットＹ
に送る手段。 ［５］冷媒圧力センサ２３の検出圧力Ｐd が異常上昇し
て設定値Ｐdx（高圧スイッチ２１，２２の作動点より低
い）に達すると、圧縮機１の容量（運転周波数Ｆ）を所
定値だけ低減する第１保護手段。 ［６］高圧スイッチ２１が作動すると圧縮機１の運転を
停止し、高圧スイッチ２２が作動すると圧縮機２の運転
を停止する第２の保護手段。 ［７］冷媒温度センサ２５の検出温度（吐出冷媒温度）
Ｔd1及び冷媒温度センサ２６の検出温度（吐出冷媒温
度）Ｔd2のいずれか一方が設定値Ｔdxまで上昇すると、
クーリングバイパス１７のＰＭＶ１８を開き、その開度
をＴd1及びＴd2の高い方に応じて制御する手段。 ［８］室内制御部から送り込まれた室内温度センサの検
出温度Ｔa から室内温度が最高である温度値Ｔa(MAX)を
検出する手段。 ［９］圧縮機１，２の実運転容量を検出する手段。 ［１０］各室内ユニットＹから送られるゾーン判定結
果、検出した最高の温度値Ｔa(MAX)、及び圧縮機１，２
の設定運転容量に対する実運転容量の差のいずれか一つ
が所定の範囲にあるとき、設定した運転容量を補正する
手段。

【００２７】図３は、上述した室外制御部５０及び室内
制御部６０の各機能手段のうち、本発明に直接関連する
冷房モード運転時の主要な機能手段を示すブロック図で
あり、図４及び図５はこれらの機能に対応する室外制御
部５０及び室内制御部６０の処理手順を示すフローチャ
ートである。図４は外気温の低い環境、あるいは、中間
期における低圧縮比運転を防止するための運転容量補正
手段の説明図である。

【００２８】以下、図３〜図６をも参照して本実施形態
の冷房運転時の動作について説明する。

【００２９】居住者が任意のユニットＹにおいて、リモ
コン６１により冷房運転モード及び室内温度（以下、設
定温度と称する）Ｔs を設定する。さらに、運転開始操
作を行う。

【００３０】すると、圧縮機１，２のうち少なくとも圧
縮機１が起動し、運転開始となる。この場合の運転モー
ドは冷房であるから、四方弁７が実線の冷房モード状態
に設定され、冷媒が図１の実線矢印の方向に流れて冷房
サイクルが形成される。これにより、室外熱交換器８が
凝縮器、室内熱交換器３３が蒸発器として機能する。

【００３１】室内制御部６０を構成する減算手段２０１
は、室内温度センサ３９の検出温度（吸込み空気温度）
Ｔa とリモコン６１での設定温度Ｔs との差ΔＴを求め
（ステップ401 ）、圧縮機基本運転容量演算手段２０２
がその温度差ΔＴに対応する周波数指令を決定しそれを
室外制御部５０に送る（ステップ402 ）。さらに、温度
差ΔＴに応じて基本開度設定手段２０３がＰＭＶ３２の
開度を、周波数指令に応じた初期開度に設定し（ステッ
プ403 ）、加算手段２０４を介して、ＰＭＶ３２に加え
る。

【００３２】室外制御部５０を構成する圧縮機運転容量
設定手段１０１は、圧縮機１，２の運転容量（圧縮機
１，２の運転台数及び圧縮機１の運転周波数Ｆ）を、圧
縮機基本運転容量演算手段２０２からの周波数指令に応
じて所定時間、例えば、２分毎に設定する（ステップ30
1 ）。

【００３３】例として、周波数指令の内容つまり要求能
力が小さいときは、インバータ５２の出力周波数Ｆを制
御して圧縮機１の単独の能力可変運転を実行する。要求
能力が増すとインバータ５２の出力周波数Ｆを制御する
と共に、スイッチ５３（図２参照）をオン状態にして、
圧縮機１の能力可変運転及び圧縮機２の能力固定運転を
実行する。

【００３４】室内制御部６０を構成する要求能力演算手
段２０５は、温度差ΔＴに対応する周波数指令に応じて
当該室内ユニットの要求能力Ｑ0 を次のように決定する
（ステップ404 ）。先ず、表１の条件から周波数指令に
対応する係数Ａを選択する。

【００３５】

【表１】 このとき、例えば、周波数指令がS3であれば、係数Ａ＝
０．５０を選択する。周波数指令がS4であれば、係数Ａ
＝０．５５を選択する。次に、吸込み空気温度Ｔa の平
均値を用いた下式の演算により能力補正係数Ｂを求め
る。 Ｂ＝（Ｔa の平均値）×０．０３＋０．２ …（４） これら、係数Ａと能力補正係数Ｂから、下式の演算によ
り要求能力Ｑ0 を決定する。 Ｑ0 ＝２５００×馬力×Ａ×Ｂ …（５） ここでの要求能力Ｑ0 については、吸込空気温度Ｔa が
設定温度Ｔs に対してどれだけ高いか低いかの温度差だ
けでなく、吸込空気温度Ｔa そのものを加味しており、
人体が感じる快適度を十分に考慮したものとなってい
る。

【００３６】そして、蒸発温度検出手段２０６は、冷房
時のガスラインにおける冷媒圧力センサ３６の検出圧力
（蒸発圧力）Ｐc2から室内熱交換器３３の冷媒の飽和蒸
発温度Ｔeoを検出する（ステップ405 ）。平均値演算手
段２１６は検出室温Ｔa の平均値を演算する。そこで、
減算手段２０７は（Ｔa の平均値）から飽和蒸発温度Ｔ
eoを減算して実能力演算手段２０８に加える。実能力演
算手段２０８は次式により当該室内ユニットが発揮する
実能力（実運転時の近似能力）Ｑ1 を求める（ステップ
406 ）。 Ｑ1 ＝１１８×馬力×［（Ｔa の平均値）−Ｔeo］×Ｃ…（６） ただし、Ｃは熱交補正係数で、これはジヤンパー設定に
より選択するもので、そのジャンパー設定との対応を表
２に示す。

【００３７】

【表２】 次に、除算手段２０９は要求能力Ｑ0 と実能力Ｑ1 との
比Ｑx ＝（Ｑ0 ／Ｑ1）を求める（ステップ407 ）。続
いて、目標過熱度設定手段２１０はこの比Ｑxに基づい
て室内熱交換器３３における冷媒の過熱度の目標値ＳＨ
o を設定する（ステップ408)。例えば、次の表３の条件
を記憶しており、その条件から過熱度の目標値ＳＨo を
設定する。Ｑx が１００％であれば、ＳＨo ＝０deg
を、Ｑx が９０％なら、ＳＨo ＝８deg をそれぞれ選択
する。

【００３８】

【表３】 次に、実過熱度検出手段２１１は、冷房時のガスライン
における冷媒温度センサ３８の検出温度（蒸発器出口温
度）Ｔc2及び冷媒圧力センサ３６の検出圧力（蒸発圧
力）Ｐc2から、室内熱交換器３３における冷媒の過熱度
の実際値ＳＨを検出する（ステップ409 ）。減算手段２
１２は、冷媒の過熱度の実際値ＳＨから冷媒の過熱度の
目標値ＳＨo を減算して冷媒循環量判定手段２１３及び
流量調整弁開度補正手段２１５に加える。このうち、冷
媒循環量判定手段２１３はその差の大小を表４に従って
ゾーン判定する（ステップ410 ）。

【００３９】

【表４】 例えば、実際値ＳＨが目標値ＳＨo より大きくて、その
差が３deg 以内であれば、ゾーン判定結果“Ｌ”を得
る。実際値ＳＨが目標値ＳＨo より大きくて、その差が
４deg ないし８deg の範囲にあれば、ゾーン判定結果
“Ｍ”を得る。実際値ＳＨが目標値ＳＨo より大きく
て、その差が９deg 以上であれば、ゾーン判定結果
“Ｈ”を得る。こうして得たソーン判定結果のデータを
室外制御部５０に送る（ステップ411 ）。また、実際値
ＳＨが目標値ＳＨo になるように流量調整弁開度補正手
段２１５が補正信号を加算手段２０４に加えてＰＭＶ３
２の開度を補正する（ステップ412 ）。

【００４０】例えば、要求能力Ｑ0 と実能力Ｑ1 とが同
じで、比Ｑx が１００％の場合、過熱度の目標値ＳＨo
は０deg であり、過熱度の実際値ＳＨが０deg となるよ
う、ＰＭＶ３２を全開する。要求能力Ｑ0 が実能力Ｑ1
より小さくて、比Ｑx が９０％の場合には、過熱度の目
標値ＳＨo は８deg であり、過熱度の実際値ＳＨが８de
g になるように、ＰＭＶ３２の開度を絞る。つまり、要
求能力Ｑ0 よりも実能力Ｑ1 が大きいので、その余剰分
だけ室内熱交換器３３への冷媒流量を減らすようにして
いる。

【００４１】一方、満足度決定手段２１４は、比Ｑx
と、室外制御部５０から送られる後述の安定範囲補正指
令（要求能力Ｑ0 の上限値に対する制限量をきめるも
の）の内容を表５に当て嵌め、当該室内ユニットにおけ
る冷媒流量の満足度（不足、満足、過剰）を決定する
（ステップ413 ）。そして、決定した満足度を内容別に
カウントし、そのカウント値に応じて適宜に、満足度指
令を室外制御部５０に送る（ステップ414 ）。

【００４２】

【表５】 カウント値に応じた満足度指令の送信は、次のように行
う。 （１）満足度の内容が“満足”のとき、“満足”の満足
度指令を送る。 （２）満足度の指令が“不足”のとき、不足カウントを
“１”とする。 （３）満足度の内容が連続して“不足”のとき、不足カ
ウントを“１”アップして“２”とする。 （４）満足度の内容が連続して“不足”のとき、不足カ
ウントを“１”アップして“３”とする。 （５）不足カウントが“１”及び“２”のときは“満
足”の旨の満足度指令を送る。 （６）不足カウントが“３”になると、そこで初めて
“不足”の旨の満足度指令を送る。 （７）満足度の内容が“不足”の後で“満足”又は“過
剰”に変わると、不足カウントをクリアし、“満足”の
旨の満足度指令を送る。 （８）満足度の内容が“過剰”のとき、過剰カウントを
“１”とする。 （９）満足度の内容が連続して“過剰”のとき、過剰カ
ウントを１アップして“２”とする。 （１０）満足度の内容がさらに連続して“過剰”のと
き、過剰カウントを１アップして“３”とする。 （１１）過剰カウントが“１”及び“２”のときは、
“満足”の旨の満足度指令を送る。 （１２）過剰カウントが“３”になると、そこで初めて
“過剰”の旨の満足度指令を送る。 （１３）満足度の内容が“不足”の後で“満足”又は
“過剰”に変わると、不足カウントをクリアし、“満
足”の旨の満足度指令を送る。 （１４）満足度の内容が“過剰”の後で“満足”又は
“不足”に変わると、過剰カウントをクリアし、“満
足”の旨の満足度指令を送る。

【００４３】一方、室外制御部５０を構成する圧縮機運
転容量補正手段１０２は、各室内ユニットＹから受けた
各満足度指令の内容を平均化し、それに応じて、圧縮機
運転容量（周波数指令に応じて設定されている）を補正
する（ステップ302 ）。なお、補正信号は、加算手段１
０４を介して、インバータ５２に加える。例えば、各満
足度指令の内容の平均が“過剰”であれば、圧縮機１の
運転容量を所定値（運転周波数ΔＦ）だけ減少する。各
満足度指令の内容の平均が“満足”であれば、そのとき
の圧縮機１，２の運転容量をそのまま維持する。各満足
度指令の内容の平均が“不足”であれば、圧縮機１の運
転容量を所定値（運転周波数ΔＦ）だけ増大する。

【００４４】室内熱交換器３３への冷媒流量が“過剰の
場合に圧縮機１の運転容量を減少すると、ＰＭＶ３２の
開度が増大方向に変化する。この場合、冷凍サイクル中
の冷媒流に対する抵抗が減少して圧縮機負荷が軽減さ
れ、省エネルギー効果が得られる。

【００４５】また、各室内ユニットの室内制御部６０か
らゾーン判定結果のデータを受けた室外制御部５０の室
内要求能力上限値制限手段１０３は、ゾーン判定結果に
応じて各室内ユニットＹに対して共通であり、表６に示
すように、“１”から“８”の８つのランクを用意し、
それぞれに３桁の送信ビットを割当てている。

【００４６】

【表６】 この安定範囲補正指令の決定は、次のように行う。 （１）初期値はランク“８”とする。 （２）各室内ユニットＹから１台でもゾーン判定結果
“Ｈ”を５分間継続して受けると１ランクダウンさせ
る。この後、ゾーン判定結果“Ｈ”が続くようであれ
ば、５分毎に１ランクダウンを繰返す。 （３）すべての室内ユニットＹのゾーン判定結果が
“Ｈ”と“Ｌ”である場合、現状のランクをホールドす
る。 （４）すべての室内ユニットＹからゾーン判定結果
“Ｌ”を１５分間継続して受けると、１ランクアップさ
せる。この後、ゾーン判定結果“Ｈ”が続くようであれ
ば、５分毎に１ランクダウンを繰返す。 （５）すべての室内ユニットＹの満足度が過剰の場合、
圧縮機容量の２分ごとの制御に同期して１ランクアップ
を行う。

【００４７】このような安定範囲補正指令を受けた室内
制御部６０の要求能力演算手段２０５は、要求能力Ｑ0
の算出に際して使用する係数Ａを安定範囲指令に応じて
補正する。この安定範囲補正指令と係数Ａの補正との関
係を表７に示す。

【００４８】

【表７】 例えば、安定範囲補正指令が９０％の場合、係数Ａの上
限値を一律に“０．９”に制限する。安定範囲補正指令
が８５％の場合、係数Ａの上限値を一律に“０．８５”
に制限する。安定範囲補正指令が１００％の場合係数Ａ
の上限値を一律に“０．９”に制限する。

【００４９】係数Ａの上限値に制限が加わると、それが
そのまま、要求能力Ｑ0 の上限値に対する制限となって
現れる。要求能力Ｑ0 の上限値が制限されると、比Ｑx
が所定値以下に制限され、ひいては過熱度の目標値ＳＨ
o を小さく制限することになる。

【００５０】すなわち、吸込み空気温度Ｔa と設定温度
Ｔs との差ΔＴだけでＰＭＶ３２の開度を調節するので
はなく、実能力Ｑ1 と要求能力Ｑ0 との比Ｑx に応じた
ＰＭＶ３２の開度補正を加え、とくにこの開度補正に当
たっては過熱度の実際値ＳＨと過熱度の目標値ＳＨo と
の差の大小のゾーン判定をフィードバックするようにし
たので、たとえ、室外ユニットＸから各室内ユニットＹ
への配管長がまちまちであっても、また、据付工事に際
して各ユニットの高さ位置に違いが生じても、それにか
かわらず各室内ユニットＹに対して適正な量の冷媒を分
配することができる。

【００５１】一方、室外ユニットに対する負荷変動や落
差に起因する冷媒循環量の不足を解消するために、室内
制御部６０に検出温度送信手段２１７が設けられ、室内
温度センサ３９による検出温度Ｔa を室外制御部５０に
送信する（ステップ305 ）。

【００５２】また、室外制御部５０には、各室内ユニッ
トの検出温度Ｔa を受信し、室温が最大の室内ユニット
Ｙの検出室温Ｔa(MAX)を検出する最大室温検出手段１０
６と、インバータ５２の出力に基づいて圧縮機１，２の
実運転容量を検出する実運転容量検出手段１０７と、こ
の実運転容量と圧縮機運転容量設定手段１０１での設定
運転容量との差を求める減算手段１０８と、これら各手
段の出力の他に、圧縮機の吐出側の冷媒圧力センサ２３
の検出圧力Ｐd 、圧縮機の吸込側の冷媒圧力センサ２４
の検出圧力Ｔs 、圧縮機１，２の各吐出側の冷媒温度セ
ンサ２５、２６の検出温度Ｔd1，Ｔd2を入力する圧縮機
運転容量補正手段１０５とを備え、この圧縮機運転容量
補正手段１０５は予め定めた条件が成立したときに、圧
縮機の吸込冷媒圧力Ｔs に応じて圧縮機の運転容量を補
正する補正信号を加算手段１０４に加える（ステップ41
5 ）。

【００５３】一般に、室外ユニットに対する冷媒循環量
が不足すると、冷媒の凝縮温度と検出室温との差が小さ
くなったり、過熱度の実際値ＳＨと目標値ＳＨo の差が
大きくなったり、圧縮機の設定運転容量に対する実運転
容量の差が拡大したりする。圧縮機運転容量補正手段１
０５は、次のａ，ｂ，ｃ，ｄ項のいずれか一つの条件が
成立したとき、圧縮機の吸込側圧力Ｐs に応じた圧縮機
の運転容量補正を行う。 ａ．凝縮温度検出手段としての冷媒圧力センサ２３の検
出圧力Ｐd が１２Kg/ cm² 以下である場合、つまり、凝
縮温度Ｔc がこの検出圧力Ｐd １２Kg/ cm² に対応する
値以下である場合。 ｂ．凝縮温度Ｔc と最大室温検出手段１０６によって検
出された検出室温Ｔa(MAX)との差α（＝Ｔc −Ｔa(MA
X)）が予め定めた値より小さい場合。 ｃ．実運転容量検出手段１０７によって検出された実運
転容量と、圧縮機運転容量設定手段１０１によって設定
された設定運転容量との差が予め定めた値より大きい場
合。 ｄ．冷媒循環量判定手段２１３のゾーン判定結果がある
一定時間を越えても“Ｈ”である場合。すなわち、循環
量不足状態が一定時間以上継続した場合。そして、上述
したａ，ｂ，ｃ，ｄ項に示した全ての範囲を解脱した場
合に、運転容量の補正を停止する。

【００５４】以下、圧縮機の吸込側圧力Ｐs に応じた圧
縮機の運転容量補正について詳しく説明する。

【００５５】先ず、冷媒圧力センサ２３の検出圧力Ｐd
が１２Kg/ cm² 以下の状態が３分間継続し、かつ、冷媒
温度センサ２５，２６による検出温度Ｔd1，Ｔd2が全て
８０℃以下であることを条件とする。この場合、圧縮機
の吸込側圧力Ｐs の変動範囲を図６（ａ）に示すよう
に、圧力の下降傾向であるときと上昇傾向である時とで
０．５Kg／cm² の差を持たせてその変動範囲を四つのゾ
ーンＡ〜Ｄに区分けする。すなわち、圧縮機の吸込側圧
力Ｐs が下降傾向にあるとき、Ｐs ≧４．０Kg／cm² の
範囲をＡゾーン、４．０Kg／cm² ＞Ｐs ≧〜３．５Kg／
cm² の範囲をＢゾーン、３．５Kg／cm² ＞Ｐs ≧〜２．
５Kg／cm² の範囲をＣゾーン、２．５Kg／cm² ＞Ｐs の
範囲をＤゾーンと定める。逆に、圧縮機の吸込側圧力Ｐ
s が上昇傾向にあるとき、Ｐs ≧４．５Kg／cm² の範囲
をＡゾーン、４．５Kg／cm² ＞Ｐs≧〜４．０Kg／cm²
の範囲をＢゾーン、４．０Kg／cm² ＞Ｐs ≧〜３．０Kg
／cm² の範囲をＣゾーン、３．０Kg／cm² ＞Ｐs の範囲
をＤゾーンと定める。

【００５６】次に、圧縮機の吸込側圧力Ｐs がＡ〜Ｄの
いずれのゾーンに属するかにより、表１に示した周波数
指令のステップ数を以下のように補正する。 現在のＰs がＡゾーン又はＢゾーンであるとき、現在
のステップ数を１ステップアップする。以後、１分３０
秒毎にステップアップを行う。 現在のＰs がＤゾーンであるとき、現在のステップ数
を１ステップダウンする。以後、２分３０秒毎にステッ
プダウンを行う。 現在のＰs がＣゾーンであるとき、現在のステップ数
（指令周波数）でホールドする。 運転中の圧縮機に対応する吐出温度Ｔd1，Ｔd2の全て
が６０℃以下のときは、強制的にＡゾーンとし、制御内
容と同様にステップアップを行う。 運転中の圧縮機に対応する吐出温度Ｔd1，Ｔd2の全て
が６０℃以下で、現在のＰs がＤゾーンであるときは、
Ｄゾーンのままとして制御内容の制御を行う。そし
て、吐出温度Ｔd1，Ｔd2の全てが６０℃を越えたとき、
図６（ａ）の制御に移行する（現在のＰs ゾーンに戻
す）。 各Ｐs ゾーンに応じて図６（ｂ）の図表に従って、ス
テップ数の上限を制限する。例えば、Ａゾーンを継続し
て現在のステップ数が＋４の状態からＢゾーンに移行し
た時、ステップ数を２ステップ分下げて現在のステップ
数を＋２に変更する。

【００５７】なお、上述した〜の制御は、冷媒圧力
センサ２３の検出圧力Ｐd が１４Kg/ cm² を越えたと
き、吐出温度Ｔd1，Ｔd2のいずれかが８０℃を越えたと
き、システムの全停止時、冷房油回収制御、均油制御、
商用アイドリング制御条件を満たしたとき、並びに、上
記ｂ，ｃ，ｄ項の条件を解脱したときに解除される。

【００５８】なおまた、制御内容中の「０ステップ」と
は、圧縮機運転容量設定手段２０２によって設定された
運転容量である。

【００５９】以上説明したように、低温時、あるいは、
中間期に、マルチタイプの空気調和機を冷房モードで運
転した場合に発生する低圧縮比運転や、マルチタイプの
空気調和機を冷房モードで運転した場合に発生する冷媒
循環量不足、あるいは、逆落差システムにおいて、最上
階の末端部の室内ユニットに発生しやい室内冷房効果の
立上がり特性の悪化という不具合を、圧縮機の吸込側冷
媒圧力に応じてその運転容量を補正することによって解
消することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明のよって明らかなように、請
求項１に記載の空気調和機によれば、マルチタイプの空
気調和機を冷房モードで運転するに当り、室内温度と設
定温度との差に対応する圧縮機の基本運転容量を各室内
ユニット毎に演算し、その合計値に従って圧縮機の運転
容量を設定して圧縮機を容量制御運転し、そのとき、冷
媒凝縮温度が所定値以下であることを条件にして圧縮機
運転容量補正手段が圧縮機の吸込側圧力に応じて圧縮機
の運転容量を補正するようにしたので、外気温の低い環
境、あるいは、中間期において、圧縮機の吐出側冷媒圧
力が低下する場合でも、冷媒循環量の不足を解消して、
冷房能力を確保することができる。

【００６１】請求項２に記載の空気調和機によれば、冷
房運転中の室内ユニットの各室内温度の最高値を検出
し、凝縮温度に対する最高値との差が所定値以下になっ
た場合に、その差が所定値以上になるまで圧縮機の吸込
側圧力に応じた圧縮機の運転容量を補正するので、マル
チタイプの空気調和機においても、冷媒循環量の不足を
解消して、冷房能力を確保することができる。

【００６２】請求項３に記載の空気調和機によれば、圧
縮機の運転容量の設定値と実運転容量との差が所定値を
越えるとき、圧縮機の吸込側圧力に応じて圧縮機の運転
容量を補正するようにしたので、逆落差システムにおい
て最上階の末端部の室内ユニットに冷媒循環量の不足に
起因する冷房能力の不足を解消して、冷房能力の確保と
併せて、冷房効果の立上がりを早めることができる。

【００６３】請求項４に記載の空気調和機によれば、冷
媒の実過熱度を目標過熱度に一致させるように室内熱交
換器に対する流量調整弁の開度を設定するとき、冷媒循
環量を不足状態と判定し、その不足状態を条件として、
圧縮機の吸込側圧力に応じた圧縮機の運転容量の補正を
行うので、外気温の低い環境、あるいは、中間期におい
て、冷媒循環量の不足を解消して、冷房能力を確保する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の冷凍サイクルの構成図。

【図２】図１に示した一実施形態の制御回路のブロック
図。

【図３】図２に示した室外制御部及び室内制御部の詳細
な構成を示すブロック系統図。

【図４】図２に示した室外制御部の処理手順を示すフロ
ーチャート。

【図５】図２に示した室内制御部の処理手順を示すフロ
ーチャート。

【図６】図２に示した室外制御部が圧縮機の吸込側圧力
に応じてその運転容量を補正する状態を説明するための
説明図。

【符号の説明】

１，２ 圧縮機 ４ 高圧配管 ５ 低圧配管 ８ 室外熱交換器 ２３，２４，３６ 冷媒圧力センサ ２５，２６，３８ 冷媒温度センサ ３２ 流量調整弁 ３３ 室内熱交換器 ５０ 室外制御部 ５２ インバータ（圧縮機運転手段） ６０ 室内制御部 １０１ 圧縮機運転容量設定手段 １０２，１０５ 圧縮機運転容量補正手段 １０３ 室内要求能力上限値制限手段 １０６ 最大室温検出手段 １０７ 実運転容量検出手段 ２０２ 圧縮機基本運転容量演算手段 ２０３ 基本開度設定手段 ２０５ 要求能力演算手段 ２０８ 実能力演算手段 ２１３ 冷媒循環量判定手段 ２１４ 満足度決定手段 ２１５ 流量調整弁開度補正手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室外ユニットに設けた圧縮機及び室外熱交
   換器と、複数の室内ユニットにそれぞれ設けた室内熱交
   換器とを接続して冷凍サイクルを形成し、この冷凍サイ
   クルを冷房モードで運転するマルチタイプの空気調和機
   において、 前記各室内ユニットに設けた室内温度センサと、 冷媒の凝縮温度を検出する凝縮温度センサと、 前記圧縮機の吸込側圧力を検出する吸込側冷媒圧力セン
   サと、 前記室内温度センサによって検出された室内温度と設定
   温度との差に対応する前記圧縮機の基本運転容量を前記
   各室内ユニット毎に演算する圧縮機基本運転容量演算手
   段と、 演算された前記各室内ユニットの基本運転容量を加算し
   てその合計値に従って圧縮機の運転容量を設定する圧縮
   機運転容量設定手段と、 設定された運転容量に従って前記圧縮機を容量制御運転
   する圧縮機運転手段と、 前記凝縮温度センサの検出温度が所定値以下のとき、前
   記吸込側冷媒圧力センサの検出圧力に応じて前記圧縮機
   の運転容量を補正する圧縮機運転容量補正手段と、 を備えたことを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】前記圧縮機運転容量補正手段は、 冷房運転中の前記室内ユニットの各室内温度センサによ
   って検出された室内温度の最高値を検出する最高室温検
   出手段を備え、 前記凝縮温度センサによって検出された凝縮温度と前記
   最高室温検出手段によって検出された室内温度の最高値
   との差が所定値以下になった場合に、この差が所定値以
   上になるまで前記圧縮機の吸込側圧力に応じて前記圧縮
   機の運転容量を補正することを特徴とする請求項１に記
   載の空気調和機。
3. 【請求項３】室外ユニットに設けた圧縮機及び室外熱交
   換器と、複数の室内ユニットにそれぞれ設けた室内熱交
   換器とを接続して冷凍サイクルを形成し、この冷凍サイ
   クルを冷房モードで運転するマルチタイプの空気調和機
   において、 前記各室内ユニットに設けた室内温度センサと、 冷媒の凝縮温度を検出する凝縮温度センサと、 前記圧縮機の吸込側圧力を検出する吸込側冷媒圧力セン
   サと、 前記室内温度センサによって検出された室内温度と設定
   温度との差に対応する前記圧縮機の基本運転容量を前記
   各室内ユニット毎に演算する圧縮機基本運転容量演算手
   段と、 演算された前記各室内ユニットの基本運転容量を加算し
   てその合計値に従って圧縮機の運転容量を設定する圧縮
   機運転容量設定手段と、 設定された運転容量に従って前記圧縮機を容量制御運転
   する圧縮機運転手段と、 前記圧縮機の実運転容量を検出する実運転容量検出手段
   と、 前記実運転容量検出手段によって検出された実運転容量
   と前記圧縮機運転容量設定手段によって設定された合計
   運転容量とを比較する手段と、 前記実運転容量と前記設定運転容量との差が所定値を越
   えるとき、前記圧縮機の吸込側圧力に応じて前記圧縮機
   の運転容量を補正する圧縮機運転容量補正手段と、 を備えたことを特徴とする空気調和機。
4. 【請求項４】室外ユニットに設けた圧縮機及び室外熱交
   換器と、複数の室内ユニットにそれぞれ設けた室内熱交
   換器及び流量調整弁とを接続して冷凍サイクルを形成
   し、この冷凍サイクルを冷房モードで運転するマルチタ
   イプの空気調和機において、 前記各室内ユニットに設けた室内温度センサと、 冷媒の凝縮温度を検出する凝縮温度センサと、 前記圧縮機の吸込側圧力を検出する吸込側冷媒圧力セン
   サと、 前記室内温度センサによって検出された室内温度と設定
   温度との差に対応する前記圧縮機の基本運転容量を前記
   各室内ユニット毎に演算する圧縮機基本運転容量演算手
   段と、 演算された前記各室内ユニットの基本運転容量を加算し
   てその合計値に従って圧縮機の運転容量を設定する圧縮
   機運転容量設定手段と、 設定された運転容量に従って前記圧縮機を容量制御運転
   する圧縮機運転手段と、 前記室内温度センサによって検出された室内温度と設定
   温度との差に対応する前記流量調整弁の開度を設定する
   基本開度設定手段と、 冷媒の実過熱度を検出する実過熱度検出手段と、 検出された実過熱度が目標過熱度に一致するように前記
   流量調整弁の開度の設定値を補正する流量調整弁開度補
   正手段と、 前記冷媒の実過熱度と目標過熱度の偏差に応じて冷媒循
   環量の不足状態を判定する冷媒循環量判定手段と、 冷房運転中の前記室内ユニットの全ての冷媒循環量判定
   手段が冷媒循環量が不足状態と判定したとき、前記吸込
   側冷媒圧力センサによって検出された前記圧縮機の吸込
   側圧力に応じて前記圧縮機の運転容量を補正する圧縮機
   運転容量補正手段と、 を備えたことを特徴とする空気調和機。