JPH10220844A - マルチエアコンシステムの能力制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マルチエアコンシステムの室外ユニットの出
力能力を、接続されている室内ユニットの要求能力の総
和と実運転能力の総和とで判断し制御する。 【解決手段】 Ｓ１で、それぞれの室内ユニットから送
られてく要求能力に基づいて求められる室内ユニットか
らの要求能力の総和Ｑ１によって、Ｓ３でコンプレッサ
の回転数ｆが決められ、この回転数でまずコンプレッサ
の運転が開始される。また、Ｓ４では各室内ユニット毎
に、利用側熱交換器の温度と送風量とから求められる室
内ユニットの実運転能力の総和Ｑ２を求める。Ｓ５では
この実運転能力の総和Ｑ２と要求能力の総和Ｑ１との差
△Ｑを求め、この△ＱをＳ２で要求能力の総和Ｑ１にフ
ィードバックさせ、信号はＳ３を介して室外ユニットの
コンプレッサの運転周波数に換算されて補正信号とな
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、マルチエアコンシ
ステムの能力制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、単一の室外ユニットに対して
複数の室内ユニットとからなるマルチタイプのセパレー
ト型空気調和機（以下、マルチエアコンシステムとい
う）が知られている。そして最近では、システム構成の
簡略化と設置作業の容易さから、冷媒配管を順に分岐し
ていくタイプのものが利用されるようになってきた。

【０００３】この分岐に用いる分岐キットは室外ユニッ
ト側からみると単一の室内ユニットであり、室内ユニッ
ト側からみると室外ユニットとして機能しているもので
ある。そしてこのマルチエアコンシステムでは、冷媒の
循環方向を変えることによって冷房及び暖房を行なうも
のである。以下、図１に分岐キットを用いたマルチエア
コンシステムの概略構成を説明する。

【０００４】マルチエアコンシステムは、屋外に設置さ
れる室外ユニットとしての室外ユニット１、屋内に設置
される室内ユニットとしての室内ユニット２及び室内ユ
ニット３そして分岐キット４とそれに連なる室内ユニッ
ト５及び室内ユニット６とから構成され、これらのユニ
ット間は冷媒配管と制御部からの制御信号線で接続され
ている。

【０００５】室外ユニット１には共通の室外側熱交換器
（熱源側熱交換器）１０、電動機とプロペラファンとか
らなり外気と室外側熱交換器との熱交換を促進する室外
ファン１１、コンプレッサ１２、冷媒の循環方向を切り
換える四方弁１３、アキュムレータ１４、電動膨張弁
（減圧装置）１５、流量可変弁１６Ａ，１６Ｂ，１６
Ｃ、冷媒配管接続用のポート１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ、
１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ及びマイコンで構成される室外
制御部１９が搭載されている。

【０００６】室内ユニット２には室内側熱交換器（利用
側熱交換器）２０、ファンモータ２２とこのモータで駆
動され、室内側熱交換器で加熱／冷却された空気を室内
に戻すクロスフローファンからなる室内ファン２１及び
後記する室内制御部２２が搭載されている。他の室外ユ
ニット３及び室外ユニット４，５もそれぞれ同様な構成
である。

【０００７】分岐キット４には、上記したように室内ユ
ニット５及び室内ユニット６が分岐接続されており、流
量可変弁４６Ａ，４６Ｂ、冷媒配管接続用のポート４７
Ａ，４７Ｂ，４８Ａ，４８Ｂ及びマイコンで構成される
制御部４２が搭載されている。

【０００８】それぞれこのような機器を搭載した室外ユ
ニット１と室内ユニット２、室内ユニット３及び分岐キ
ットには、図１に示すように、ポート１７Ａ，１７Ｂ，
１７Ｃを冷媒配管（直径９．５２ｍｍ）で接続し、更に
ポート１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃを冷媒配管（直径６．３
５ｍｍ）で接続することによって、３系統の冷凍サイク
ルが構成される。

【０００９】そして、分岐キット４と室内ユニット５及
び室内ユニット６もポート４７Ａ，４７Ｂを冷媒配管
（直径９．５２ｍｍ）で接続し、更にポート４８Ａ，４
８Ｂを冷媒配管（直径６．３５ｍｍ）で接続することに
よって、２系統の冷凍サイクルが構成される。

【００１０】次に、上記の冷媒循環路を介しての冷房動
作及び暖房動作について、室外ユニット１と室内ユニッ
ト２との関係で説明する。尚、室外ユニット１と室内ユ
ニット３の関係についても同じである。

【００１１】四方弁１３が図１に示す状態にある時は、
コンプレッサ１２から吐出された冷媒が四方弁１３の実
線矢印で示す方向（暖房運転 )に循環する。

【００１２】まず、コンプレッサ１２から吐出される高
温高圧のガス状の冷媒は四方弁１３、流量可変弁１６
Ｂ、ポート１７Ｂを介して室内ユニット２の熱交換器２
０に至る。次いで、クロスフローファン２１が熱交換器
２０に送風することによって、この冷媒の温度で高温と
なっていた熱交換器２０の温度が下げられ、内部を循環
する冷媒が凝縮（液化）する。従って、クロスフローフ
ァン２１で高温となった熱交換器２０に送風することに
よって被調和室（屋内）の暖房運転が行われるものであ
る。

【００１３】次いで、この液化した冷媒はポート１８
Ｂ、電動膨張弁１５を介して室外ユニットの熱交換器１
０へ供給される。この熱交換器１０で冷媒の循環する管
路が広がるので、熱交換器１０内は低圧となって高圧の
冷媒は蒸発（気化）する。このとき室外ファン１１が送
風することによって冷媒の蒸発が促進されるものであ
る。

【００１４】この蒸発した後の冷媒は四方弁１３を介し
てアキュムレータ１４へ導かれる。アキュムレータ１４
では熱交換器１０でガス化しなかった冷媒（液状冷媒）
とガス化した冷媒（ガス状冷媒）とを分離し、ガス状冷
媒のみをコンプレッサ１２へ供給する。コンプレッサ１
２はこのガス状冷媒を再び圧縮して冷凍サイクル中に循
環させるものである。

【００１５】以上のように、暖房運転時はコンプレッサ
１２から吐出された冷媒が室内ユニットの熱交換器２０
で凝縮し、室外ユニットの熱交換器１０で蒸発すること
によって、屋外の熱を被調和室内に放出して被調和室の
暖房運転が可能になるものである。

【００１６】冷房運転時は図１に示す四方弁１３が点線
に示す状態に切り替わり、コンプレッサ１２から吐出さ
れた冷媒は循環する。まず、コンプレッサ１２から吐出
される高温高圧のガス状の冷媒は、四方弁１３を介して
室外ユニットの熱交換器１０に至る。次いで、室外側フ
ァン１１が熱交換器１０に送風することによって、この
冷媒は熱交換器１０で温度が下げられて凝縮（液化）す
る。

【００１７】次いで、この冷媒は電動膨張弁１５とポー
ト１８Ｂを介して室内ユニットの熱交換器２０へ供給さ
れる。この室内側熱交換器２０で冷媒の循環する管路が
広がるので、熱交換器内２０は低圧となって高圧の冷媒
は蒸発（気化）する。このときの気化熱によって熱交換
器２０の温度が低下するのでクロスフローファン２１で
送風することによって被調和室（屋内）の冷房運転が行
われる。

【００１８】この蒸発した後の冷媒はポート１７Ｂ、流
量可変弁１６Ｂ、四方弁１３を介してアキュムレータ１
４へ導かれる。アキュムレータ１４では熱交換器２０で
ガス化しなかった冷媒（液状冷媒）とガス化した冷媒
（ガス状冷媒）とを分離し、ガス状冷媒のみをコンプレ
ッサ１２へ供給する。コンプレッサ１２はこのガス状冷
媒を再び圧縮して冷凍サイクル中に循環させるものであ
る。

【００１９】以上のように、冷房運転時はコンプレッサ
１２から吐出された冷媒が室外ユニットの熱交換器１０
で凝縮し、室内ユニットの熱交換器２０で蒸発すること
によって、被調和室内の熱を屋外に排出して被調和室の
冷房運転が可能になるものである。

【００２０】この場合、室内の冷房、暖房温度は、室内
ファン２１の近傍に配置された温度センサーの検出出力
に基づいて、制御部２２のマイコン制御により所望の設
定温度に保つことができる。

【００２１】同様に、室外ユニット１と分岐キット４と
の関係についても、暖房時は、コンプレッサ１２から吐
出される高温高圧のガス状の冷媒は四方弁１３、流量可
変弁１６Ａ、ポート１７Ａを介して分岐キット４に至
る。冷房運転時は、四方弁１３が点線に示す状態に切り
替わり、コンプレッサ１２から吐出される高温高圧のガ
ス状の冷媒は、四方弁１３を介して室外ユニットの熱交
換器１０に至り、温度が下げられて凝縮（液化）し、こ
の冷媒は電動膨張弁１５とボート１８Ａを介して分岐キ
ツ４へ供給される。

【００２２】分岐キツト４では、制御部４２の指令によ
り送出された冷媒を流量可変弁４６Ａ，４６Ｂが流量を
制御して、それぞれポート４７Ａ，４８Ａ及び４７Ｂ，
４８Ｂを介して室内ユニット５の熱交換器５０及び室外
ユニット６の熱交換器６０に供給される。そして、分岐
キット４と室内ユニット５及び６との間の冷房・冷暖房
の動作は室外ユニットと室内ユニットとの間の冷房・冷
暖房の動作と同様である。即ち、分岐キット４は室外ユ
ニット１に対しては室内ユニットとしての役割を果た
し、室内ユニット５，６に対しては室外ユニットとして
の役割を果たすものである。

【００２３】また、室外ユニット１の制御部１９は室内
ユニット２３の制御部２２，３２及び分岐キット４の制
御部４２との間で制御信号のやりとりを行なう。そして
分岐キット４の制御部４２は室内ユニット５，６の制御
部５２，６２との間で制御信号のやりとりを行なってい
る。

【００２４】このように構成されたマルチエアコンシス
テムにおいては、圧縮機の運転能力はそれぞれの室内ユ
ニットから送られる要求能力信号によって決められてい
た。しかし、冷凍サイクル中における冷媒の溜まりを防
止するために運転していない室内ユニットの利用側熱交
換器にも冷媒を循環させているため、必要とする室内ユ
ニットへ循環される冷媒が減少し室内ユニットの空調能
力が充分に発揮させない場合があった。特に、マルチエ
アコンシステムを構成する室内ユニットの台数が多けれ
ば多いほどこの間題が顕著に現れるものであった。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】このような問題点に対
して、本発明は室内ユニットに搭載された利用側熱交換
器の温度と送風量とから室内ユニットの実際の運転の能
力を求め、室内ユニットの要求した能力との不一致を補
正して安定した空気調和機が行えるマルチエアコンシス
テムの制御方法を提供するものである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
マルチエアコンシステムの能力制御方法は、冷凍サイク
ルを構成する圧縮機、熱源側熱交換器、複数の減圧装
置、複数の利用側熱交換器を熱源側熱交換器及圧縮機を
搭載する室外ユコットと、それぞれが減圧装置及び利用
側熱交換器を搭載する複数の室外ユニットとに分けて構
成するマルチエアコンシステムにおいて、それぞれの室
内ユニットの運転している際の能力を室内ユニットに搭
載される利用側熱交換器の温度とこの熱交換器で空気調
和された空気の被調和室への供給量とに基づいて求め、
これら室内ユニットの能力に基づいて室外ユニットの圧
縮機の運転能力を補正することにより達成される。

【００２７】このように構成することによって、室内ユ
ニットからの要求能力と室内ユニットの実運転能力とを
合わせることができるものである。

【００２８】本発明の請求項２に係るマルチエアコンシ
ステムの能力制御方法は、冷凍サイクルを構成する圧縮
機、熱源側熱交換器、複数の減圧装置、複数の利用側熱
交換器を熱源側熱交換器及圧縮機を搭載する室外ユコッ
トと、それぞれが減圧装置及び利用側熱交換器を搭載す
る複数の室外ユニットとに分けて構成するマルチエアコ
ンシステムにおいて、それぞれの室内ユニットの運転し
ている際の能力を室内ユニットに搭載される利用側熱交
換器の温度とこの熱交換器で空気調和された空気の被調
和室への供給量とに基づいて求め、これら室内ユニット
の能力に基づいて室外ユニットの圧縮機の回転数を変え
て運転能力を補正することにより達成される。

【００２９】このように構成することによって、室内ユ
ニットからの要求能力と室内ユニットの実運転能力とを
圧縮機の回転数を変えて合わせることができるものであ
る。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明が対象とするマルチエアコ
ンシステムは、図１に示すような、屋外に設置される室
外ユニットと、屋内に設置される室内ユニットとそして
分岐キットとそれに接続されている室内ユニットとから
構成され、これらのユニット間は冷媒配管と制御部から
の制御信号線で接続されているタイプのものである。

【００３１】本発明のマルチエアコンシステムの能力制
御の動作を図２の制御フローを参照して説明する。ま
ず、Ｓ１でそれぞれの室内ユニットから送られてく要求
能力（所定周期毎に被調和室の室温と目標温度との差ｅ
を求め、この差ｅと差ｅの変化分とに基づいてファジー
演算を行って求める）に基づいて求められる室内ユニッ
トからの要求能力の総和Ｑ１によって、Ｓ３でコンプレ
ッサの回転数ｆが決められ、この回転数でまずコンプレ
ッサの運転が開始される。

【００３２】また、Ｓ４では各室内ユニット毎に、利用
側熱交換器の温度と送風量とから求められる室内ユニッ
トの実運転能力の総和Ｑ２を求める。Ｓ５ではこの実運
転能力の総和Ｑ２と要求能力の総和Ｑ１との差△Ｑを求
め、この△ＱをＳ２で要求能力の総和Ｑ１にフィードバ
ックさせるものである。

【００３３】そして、フィードバックされた信号はＳ３
を介して室外ユニットのコンプレッサの運転周波数に換
算されて補正信号となる。そして室外ユニット側におい
て能力の不足があることが検出されると、コンプレッサ
の回転数をアップして出力の増加を図る。また反対に室
外ユニット側で能力が過度であれば、コンプレッサの回
転数をダウンして出力の低下を図る。

【００３４】ここで上記例では、実際に室内ユニットか
ら出力される能力を室内ユニットの熱交換器の温度とフ
ァンの風量データによって判断したが、簡便に室内機の
熱交換器の温度のみを利用し、ファンの風量データを省
略しても実用上十分な効果が得られる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明は、分岐キツトのよ
うに、室外ユニットからは１台にみえるものに複数台の
室内ユニットが接続されている場合であっても、暖房運
転時、冷媒の溜り等の防止のため、停止している室内ユ
ニットにも分流弁を開いて冷媒を流していても、実際に
室内ユニットから出力される能力を室内ユニットの熱交
換器の温度とファンの風量データによって判断すること
により、どのような運転状況でも室外ユニットの出力制
御を過不足なく行なうことができる。

【００３６】そしてマルチエアコンを設置する場合、分
岐キットに接続される室内ユニットの台数も顧客のニー
ズで種々の組み合わせがあり、また、どのような条件で
使用されるのかも予測できない面があっても、実際に室
内ユニットから出力される能力を室内ユニットの熱交換
器の温度とファンの風量データによって判断することに
より、どのような運転状況でも室外ユニットの出力制御
を過不足なく行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマルチエアコンシステムの概略構成
図。

【図２】本発明の能力制御の動作フロー。

【符号の説明】

１ 室外ユニット ２，３，５，６ 室内ユニット ４ 分岐キット １０ 室外熱交換器 １１ 室外ファン １２ コンプレッサ １３ 四方弁 １４ アキュムレータ １５ 電動膨張弁（減圧装
置） １６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，４６Ａ，４６Ｂ 流量可変
弁 １７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，４７Ａ，４７Ｂ 冷媒配管
接続用のポート １８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，４８Ａ，４８Ｂ 冷媒配管
接続用のポート １９，２２，３２，４２，５２，６２ 制御部 ２０，３０，５０，６０ 室内熱交換器 ２１，３１，５１，６１ 室内ファン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷凍サイクルを構成する圧縮機、熱源側
   熱交換器、複数の減圧装置、複数の利用側熱交換器を熱
   源側熱交換器及圧縮機を搭載する室外ユコットと、それ
   ぞれが減圧装置及び利用側熱交換器を搭載する複数の室
   外ユニットとに分けて構成するマルチエアコンシステム
   において、それぞれの室内ユニットの運転している際の
   能力を室内ユニットに搭載される利用側熱交換器の温度
   とこの熱交換器で空気調和された空気の被調和室への供
   給量とに基づいて求め、これら室内ユニットの能力に基
   づいて室外ユニットの圧縮機の運転能力を補正すること
   を特徴とするマルチエアコンシステムの能力制御方法。
2. 【請求項２】 圧縮機の運転能力は圧縮機の回転数を変
   えて行うことを特徴とする請求項１に記載のマルチエア
   コンシステムの能力制御方法。