JPH11108423A

JPH11108423A - 多室形空気調和機の室内機運転台数変化時の制御方法

Info

Publication number: JPH11108423A
Application number: JP9267228A
Authority: JP
Inventors: Yoshimasa Ishikawa; 宜正石川; Yoshikazu Nishihara; 義和西原; Kuniyasu Uchiyama; 邦泰内山; Takahiko Ao; 孝彦青; Hitoshi Masuda; 仁史増田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1999-04-23
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: JP3386700B2

Abstract

(57)【要約】【課題】室内機の運転台数が増加した場合でも室内か
らの要求負荷に応じた効率の良い燃焼量及び冷媒循環量
の制御が可能な多室形空気調和機の室内機運転台数変化
時の制御方法を提供すること。【解決手段】暖房運転中、室内機運転台数の増加によ
り室内からの総合要求負荷が増加した場合（ステップＳ
２）、圧縮機周波数をまず徐々に増加して冷媒循環量を
増加させ、冷媒循環量の増加と同時かあるいは所定時間
遅延して新たに始動した室内機の室内ファンを作動させ
るようにした（ステップＳ３及びＳ４）。その後所定時
間経過して、新たに始動した室内機に対応する電動膨張
弁を開制御する（ステップＳ７）とともに冷媒加熱器の
燃焼量を徐々に増加させるようにした（ステップＳ８及
びＳ９）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は１台の室外機に複数
台の室内機を接続した多室形空気調和機に関し、さらに
詳しくは、室内機の運転台数増加により室内からの総合
要求負荷が増大した場合の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、１台の室外機に複数台の室内機を
接続した多室形空気調和機が、室外の省スペース性や美
観上の点で一般家庭の消費者にも受け入れられつつあ
る。また、１台の室外機に１台の室内機を接続した１室
形空気調和機を複数組設置するのに比べ、多室形空気調
和機はコストの点でも有利であることから、消費者の需
要も徐々に増大しつつある。

【０００３】この多室形空気調和機では、各室内機の要
求能力の総和に応じて圧縮機の能力を制御するととも
に、各室内機につながる液管に設けられた流量調整弁の
開度を対応する室内機の要求能力に応じて個別に制御し
ている。

【０００４】しかしながら、このような多室形空気調和
機では、各流量調整弁の開度制御が室内機ごとに分離し
ているため、暖房運転時、しかも各室内機の要求能力に
大きな差がある場合、種々の問題を生じていた。

【０００５】例えば、流量調整弁による流量制御が各室
内機の下流側で行われるため、要求能力の小さい室内機
に多量の液冷媒が溜まりやすく、冷凍サイクル全体の冷
媒循環量が不足したり、冷媒循環量の不足により、各電
動膨張弁の開度を制御するだけでは冷媒加熱器における
冷媒過熱度を一定に制御することができないという事態
が生じていた。

【０００６】このような事態を解消するため、冷媒加熱
器の加熱量を減少して暖房能力を落としたり、流量調整
弁の最小限界開度を大きくして各室内機の暖房能力比を
大きく取れなくすると空気調和機の仕様が低下するとい
う問題があった。

【０００７】このような問題点に鑑み、特開平５−２６
５３０号公報は、室内機の暖房要求に大きな差があった
場合でも熱源側室外熱交換器の冷媒過熱度を所定値に保
つように制御して常に適正な暖房能力を確保することが
できる空気調和機を提供している。

【０００８】この空気調和機には、ガスバーナ、燃焼用
ファン、比例弁、点火器、火炎検知器等を有する冷媒加
熱器が設けられており、暖房運転時、ガスバーナの燃焼
火炎によって冷媒を加熱する。また、暖房運転時におい
て、要求能力の差が設定値より大きいときに室内機の要
求能力の大きい方に対応する二方弁を開き小さいほうに
対応する二方弁を閉じるとともに、各室内熱交換器に流
入する冷媒の温度が各室内機の要求能力に基づく所定の
関係となるように流量調整弁の開度を制御している。さ
らに、各室内熱交換器での過冷却度が等しくなるように
各電動膨張弁の合計開度を一定に保ちながら各電動膨張
弁の開度を制御している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】最近では、経済性の面
で有利な石油冷媒加熱式多室形空気調和機も検討されて
いるが、複数台の室内機を１台の室外機に接続した多室
形空気調和機は使用冷媒量が多く、ガスバーナの燃焼火
炎による冷媒加熱に比べて石油冷媒加熱器の制御は容易
でないという問題がある。特に、加熱量と冷媒循環量の
バランス制御は重要で、多室形空気調和機においては、
冷媒循環量の変動が大きく、加熱量が冷媒循環量より大
きいと冷媒加熱器の温度異常や排熱温度上昇という問題
を惹起する一方、加熱量に比べて冷媒循環量が大きいと
圧縮機の信頼性が低下したり入力上昇という問題が発生
する。

【００１０】また、石油冷媒加熱器の燃焼器にはアルミ
ニウム等の熱容量が大きい材料が使用されており、燃焼
量を大きく変化させても冷媒加熱量の変動が少ないこと
から加熱量の制御が容易ではない。

【００１１】特に、室内機の運転台数が変化すると室内
からの総合要求負荷が大きく変動し、加熱量と冷媒循環
量のバランスが崩れやすいという問題がある。

【００１２】本発明は、従来技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであり、室内機の運転台数が
増加した場合でも室内からの要求負荷に応じた効率の良
い燃焼量及び冷媒循環量の制御が可能な多室形空気調和
機の室内機運転台数変化時の制御方法を提供することを
目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、容量可変
形圧縮機と四方弁と室外熱交換器と冷媒加熱器とを有す
る１台の室外機と、室内熱交換器を有し並列に接続され
た複数台の室内機とを、上記室外機に設けられ主に冷媒
液が流れる液側主管から分岐した液側分岐管と上記室外
機に設けられ主に冷媒ガスが流れるガス側主管から分岐
したガス側分岐管を介して接続し、弁開度を電気的に制
御可能な電動膨張弁を上記液側分岐管に取り付けるとと
もに、各室内機が設置される室内の温度を任意に設定す
る室内温度設定手段と、室内温度を検出する室内温度検
出手段と、上記室内温度設定手段により設定された温度
と上記室内温度検出手段が検出した室内温度との差温を
算出する差温演算手段と、上記室内機の各々の定格容量
を記憶する定格容量記憶手段と、所定周期毎に上記圧縮
機の周波数と上記冷媒加熱器の目標燃焼量を算出する周
波数・燃焼量演算手段とを有する多室形空気調和機の室
内機運転台数変化時の制御方法であって、暖房運転中に
おける室内機運転台数の増加により室内からの総合要求
負荷が増加した場合、圧縮機周波数を徐々に増加して冷
媒循環量を増加させ、所定時間経過後、運転信号を受け
た室内機に対応する上記電動膨張弁を開制御するととも
に上記冷媒加熱器の燃焼量を徐々に増加させるようにし
たことを特徴とする多室形空気調和機の室内機運転台数
変化時の制御方法である。

【００１４】また、請求項２に記載の発明は、冷媒循環
量の増加と同時かあるいは所定時間遅延して運転信号を
受けた室内機の室内ファンを作動させるようにしたこと
を特徴とする。

【００１５】また、請求項３に記載の発明は、上記圧縮
機周波数の増加率より上記冷媒加熱器の燃焼量の増加率
を小さく設定したことを特徴とする。

【００１６】さらに、請求項４に記載の発明は、上記冷
媒加熱器の燃焼量をステップ状に増加させ、その平均増
加率を上記圧縮機周波数の増加率より小さく設定したこ
とを特徴とする。

【００１７】また、請求項５に記載の発明は、上記電動
膨張弁の開制御と上記冷媒加熱器の燃焼量増加を同時に
行うようにしたことを特徴とする。

【００１８】また、請求項６に記載の発明は、上記電動
膨張弁の開制御より遅延して上記冷媒加熱器の燃焼量を
増加させるようにしたことを特徴とする。

【００１９】また、請求項７に記載の発明は、上記圧縮
機周波数を上記周波数・燃焼量演算手段により算出した
値と同じかあるいは大きい値に設定して冷媒循環量を増
加させるようにしたことを特徴とする。

【００２０】また、請求項８に記載の発明は、上記冷媒
加熱器の燃焼量増加より所定時間経過後、圧縮機周波数
を上記周波数・燃焼量演算手段で算出した値まで減少さ
せるようにしたことを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明にか
かる多室形空気調和機の冷凍サイクル図の１例であり、
１台の室外機２に複数台（例えば２台）の室内機４ａ，
４ｂを接続した場合を示している。

【００２２】図１において、室外機２にはインバータ駆
動の容量（周波数）可変形圧縮機６（以下単に圧縮機と
称す）と、室外熱交換器８と、冷暖房切換用の四方弁１
０とが設けられる一方、室内機４ａ，４ｂには室内熱交
換器１２ａ，１２ｂがそれぞれ設けられている。また、
室外機２と室内機４ａ，４ｂとは、室外機２内に設けら
れた液側主管１４より分岐した液側分岐管１６ａ，１６
ｂ及び室外機２内に設けられたガス側主管１８より分岐
したガス側分岐管２０ａ，２０ｂとで接続されており、
液側分岐管１６ａ，１６ｂには、例えばステッピングモ
ータ等により弁開度をパルス制御可能な電動膨張弁２２
ａ，２２ｂがそれぞれ介装されている。

【００２３】さらに、液側主管１４より分岐し、二方弁
２４が取り付けられた冷媒加熱用配管２６が冷媒加熱器
２８に巻回されており、この冷媒加熱用配管２６は、圧
縮機６の吸入側に設けられたアキュムレータ３０と吸入
管３１を介して連通している。冷媒加熱器２８近傍に
は、冷媒加熱器２８に所定量の燃料油を送給する電磁ポ
ンプ３２が設けられており、冷媒加熱器２８に燃焼用空
気を送給するバーナモータ３４が冷媒加熱器２８に隣接
して設けられている。また、室内機４ａ，４ｂには各室
内機４ａ，４ｂが設置されている部屋の室温を検出する
室内温度センサ３６ａ，３６ｂ、及び、居住者が希望す
る運転モード（冷房または暖房）と室温と運転あるいは
停止を設定できる運転設定回路３８ａ，３８ｂが設けら
れている。図中、４２，４４は逆止弁を、４６は補助絞
りを示している。

【００２４】上記構成の冷凍サイクルにおいて、冷房
時、圧縮機６から吐出された冷媒は、四方弁１０より室
外熱交換器８へと流れて、ここで室外空気と熱交換して
凝縮液化し、次に補助絞り４６を通過することにより減
圧されて冷媒は蒸発しやすい状態となり、液側主管１４
より液側分岐管１６ａ，１６ｂへと分岐する。電動膨張
弁２２ａ，２２ｂの弁開度は、後述する制御方法でそれ
ぞれの部屋に見合った開度となるように制御されるた
め、冷媒もそれぞれの負荷に応じた流量で低圧となって
室内熱交換器１２ａ，１２ｂへと流れて蒸発した後、ガ
ス側分岐管２０ａ，２０ｂよりガス側主管１８、四方弁
１０を通過し、アキュムレータ３０を介して再び圧縮機
６に吸入される。また、圧縮機周波数は、総合負荷レベ
ルに応じて後述する制御方法で決定される。

【００２５】一方、暖房運転がスタートすると、当初二
方弁２４は所定時間閉止しているので、逆止弁４２から
室外熱交換器８を介して逆止弁４４に至る冷媒は圧縮機
６により回収される（冷媒回収サイクル）。冷媒回収サ
イクルが終了すると、二方弁２４が開き、圧縮機６から
吐出された高温高圧の冷媒は、四方弁１０を通過してガ
ス側主管１８よりガス側分岐管２０ａ，２０ｂへと分岐
し、室内熱交換器１２ａ，１２ｂへと流れて凝縮液化
し、液側分岐管１６ａ，１６ｂ上の電動膨張弁２２ａ，
２２ｂで減圧されて中間圧となる。電動膨張弁２２ａ，
２２ｂの弁開度は、冷房時と同様に後述する制御方法で
それぞれの部屋の負荷に見合った開度となるように制御
されるため、冷媒もそれぞれの負荷に応じた流量で室内
熱交換器１２ａ，１２ｂを流れる。中間圧となった冷媒
は、液側主管１４より冷媒加熱用配管２６に導かれ、二
方弁２４を介してさらに冷媒加熱器２８に導かれる。冷
媒加熱器２８は後述する加熱方法で制御されているの
で、冷媒加熱器２８により所定の温度に加熱されること
によりガス化した冷媒はアキュムレータ３０を介して再
び圧縮機６に吸入される。

【００２６】次に、圧縮機周波数、燃焼量及び電動膨張
弁開度の制御法について説明する。図２は圧縮機周波
数、燃焼量及び電動膨張弁開度の制御の流れを示すブロ
ック図で、図３は室内温度Ｔｒと設定温度Ｔｓとの差温
ΔＴの温度ゾーン分割図である。

【００２７】まず、室内機４ａにおいて、室内温度セン
サ３６ａの出力（室内温度）を室内温度検出回路４８よ
り温度信号として差温演算回路５０に送出し、また設定
判別回路５２にて運転設定回路３８ａで設定された設定
温度及び運転モードを判別して差温演算回路５０に送出
して、ここで差温△Ｔ（＝Ｔｒ−Ｔｓ）を算出し、図３
に示す周波数Ｎｏ．に変換してこれを差温信号とする。

【００２８】また、ＯＮ−ＯＦＦ判別回路５４にて、運
転設定回路３８ａで設定された室内機４ａの運転（Ｏ
Ｎ）または停止（ＯＦＦ）を判別する。さらに、定格容
量記憶回路５６に室内機４ａの定格容量を記憶してお
き、これらの定格容量信号、差温信号、運転モード信
号、ＯＮ−ＯＦＦ判別信号を信号送出回路５８より室外
機２の信号受信回路６０へ送出する。室内機４ｂからも
同様の信号が信号受信回路６０へ送出される。信号受信
回路６０で受信した信号は、圧縮機周波数・燃焼量演算
回路６２と膨張弁開度演算回路６４へ送出される。ただ
し、異なった運転モード信号が存在する場合、最初に運
転を開始した室内機の運転モードが優先され、異なった
運転モードの室内機は停止しているとみなしてＯＮ−Ｏ
ＦＦ判別信号はＯＦＦを送出する。

【００２９】圧縮機周波数・燃焼量演算回路６２にて室
内機４ａ，４ｂのそれぞれの定格容量信号、差温信号、
運転モード信号、ＯＮ−ＯＦＦ判別信号より下記表１に
示す負荷係数テーブル６６から負荷レベル係数を読み出
し、この負荷レベル係数の総和に定数を乗じ、さらに補
正値を加えることにより圧縮機６の周波数を決定する。

【表１】

【００３０】詳述すれば、冷房・ドライ運転において
は、２台の室内機４ａ，４ｂの差温信号である周波数Ｎ
ｏ．からそれぞれの負荷レベル係数Ｌｎ１，Ｌｎ２を負
荷係数テーブル６６から求め、室内側の総合負荷レベル
Ｌｎφを計算で導きだし、その値を圧縮機６の運転周波
数に設定して室外機２に要求される初期設定を行う。

【００３１】一方、暖房運転においては、２台の室内機
４ａ，４ｂの周波数Ｎｏ．からそれぞれの負荷レベル係
数Ｌｎ１，Ｌｎ２を負荷係数テーブル６６から求め、室
内側の総合負荷レベルＬｎφを計算で導きだし、その値
を室外機２の負荷レベルＬｎｋに設定し、この室外運転
負荷レベルＬｎｋの値を圧縮機６の運転周波数に設定し
て室外機２に要求される初期設定を行う。Ａ．冷房・ドライ運転の場合の制御計算式１）１室運転の場合Ｌｎφ＝ａ１×（Ｌｎ１あるいはＬｎ２）＋ｂ１２）２室運転の場合（ｉ）Ｌｎ１＋Ｌｎ２＜３４の時Ｌｎφ＝ａ１×（Ｌｎ１＋Ｌｎ２）＋ｂ１（ii）Ｌｎ１＋Ｌｎ２≧３４の時Ｌｎφ＝ａ２×（Ｌｎ１＋Ｌｎ２）＋ｂ２ただし、ａ１＞ａ２、ｂ１＜ｂ２上記制御計算式から求められたＬｎφを圧縮機６の運転
周波数に設定する。ＣｏｍｐＨｚ＝Ｌｎφ Ｂ．暖房運転の場合の制御計算式１）１室の場合Ｌｎφ＝ａ３×（Ｌｎ１あるいはＬｎ２）＋ｂ３２）２室の場合Ｌｎφ＝ａ４×（Ｌｎ１＋Ｌｎ２）＋ｂ４ただし、ａ３＞ａ４、ｂ３＜ｂ４

【００３２】上記制御計算式から求められたＬｎφをＬ
ｎｋに置き換え、Ｌｎｋの値を圧縮機６の運転周波数に
設定する。Ｌｎｋ＝Ｌｎφ、ＣｏｍｐＨｚ＝Ｌｎｋなお、上記ａ１〜ａ４及びｂ１〜ｂ４は、圧縮機６の容
量、配管径等により決定される実験値である。

【００３３】図４及び図５は、ａ１＝３０／１２、ｂ１
＝−８、ａ２＝１３／１２、ｂ２＝３７、ａ３＝１５／
１７、ｂ３＝０.５、ａ４＝５／１３、ｂ４＝２５.２と
した場合の上記制御計算式をグラフにしたものである。

【００３４】図４に示されるように、冷房・ドライ運転
時で１室運転の場合の圧縮機６の最小運転周波数は２８
Ｈｚに設定するとともに、２室運転の場合の圧縮機６の
最小運転周波数は低周波数保護が動作しない３２Ｈｚに
設定する一方、最大運転周波数は９８Ｈｚに設定してい
る。

【００３５】また、図５に示されるように、暖房運転時
で１室及び２室運転の場合の圧縮機６の最小運転周波数
はそれぞれ２０Ｈｚ及び４１Ｈｚに設定する一方、最大
運転周波数はそれぞれ４９Ｈｚ及び６１Ｈｚに設定して
いる。一例として、室内機４ａ，４ｂからの信号が下記
表２の場合について説明する。

【表２】表１と表２より、室内機４ａ，４ｂの負荷レベル係数Ｌ
ｎ１，Ｌｎ２はそれぞれ３４及び３１となり、圧縮機６
の周波数Ｈｚは、Ｈｚ＝Ｌｎφ＝５／１３×（３４＋３１）＋２５.２≒
５０となる。この演算結果を周波数信号として圧縮機駆動回
路（図示せず）に送出して圧縮機６の周波数制御を行
う。以後、所定周期毎に室内機４ａ，４ｂのそれぞれの
定格容量信号、差温信号、運転モード信号、ＯＮ−ＯＦ
Ｆ判別信号より室外機２の圧縮機周波数・燃焼量演算回
路６２で演算を行い、演算結果を必要に応じて補正し、
補正後の値を周波数信号として圧縮機駆動回路に送出し
て圧縮機６の周波数制御を行う。

【００３６】このように、運転台数に応じて所定の計算
式により圧縮機６の周波数を決定しており、１室運転時
の低周波数運転では、より低い運転周波数で圧縮機６を
運転することで低入力運転が可能となり、総合負荷レベ
ルの増大とともに高い運転周波数で圧縮機６を運転する
ことで配管による圧力損失を考慮してより高い冷媒循環
量を確保し、高効率運転を実現している。また、２室暖
房運転時は、室内要求負荷が１室運転と同じであって
も、冷媒を搬送する配管容積が大きいことから、より高
い周波数で運転する必要がある。ただし、ある点からは
１室運転の配管圧損が非常に大きくなることから、１室
運転の方が圧縮機周波数を大きくとる必要がある。

【００３７】膨張弁開度演算回路６４においても同様
に、室内機４ａ，４ｂのそれぞれの定格容量信号、差温
信号、運転モード信号、ＯＮ−ＯＦＦ判別信号より表３
に示される負荷係数テーブル６６から負荷レベル係数を
選択し、さらに室内機４ａ，４ｂのそれぞれの定格容量
より下記表４に示される定格容量毎の弁初期開度テーブ
ル７０から読み出す。なお、弁初期開度は、異なった定
格容量の室内機の組合せでも、各室内機が所定の能力制
御ができるように決定する。

【表３】

【表４】

【００３８】電動膨張弁２２ａ，２２ｂの弁開度は、そ
れぞれの負荷レベル係数に弁初期開度を乗じたものであ
る。膨張弁開度＝Ｐ０（負荷レベル係数）×初期パルス

【００３９】圧縮機周波数算出の場合と同様に、室内機
４ａ，４ｂからの信号が表２の場合について説明する。
室内機４ａ，４ｂの負荷レベル係数はそれぞれ０.９５
及び０.８５であり、また弁初期開度はそれぞれ１８０
及び２３０である。したがって、電動膨張弁２２ａ，２
２ｂの弁開度は１７１、２１９となる（小数点以下第１
位を四捨五入）。この演算結果を膨張弁開度信号として
膨張弁駆動回路（図示せず）に送出する。

【００４０】したがって、電動膨張弁２２ａ，２２ｂの
弁開度はそれぞれ１７１パルス及び２１９パルスとな
り、以後、所定周期毎に、差温信号、運転モード信号、
ＯＮ−ＯＦＦ判別信号より電動膨張弁２２ａ，２２ｂの
弁開度を算出し、これらの演算結果を必要に応じて補正
した後、膨張弁開度信号として膨張弁駆動回路に送出す
る。

【００４１】次に、暖房時における燃焼量制御について
多室形空気調和機特有の問題とともに説明する。暖房時
における冷媒加熱器２８の冷媒出口温度は、冷媒加熱器
２８の温度（燃焼量）と配管を流れる冷媒温度（冷媒循
環量）との関係により温度バランスし、冷媒循環量に比
べ燃焼量が大きいと冷媒出口温度が上昇する一方、冷媒
循環量に比べ燃焼量が小さいと冷媒出口温度が下降す
る。このような現象は、多室形空気調和機においては、
次のような理由により発生する。・接続される配管長の変化幅が大きく、配管長の変化に
対する冷媒循環量の変化が大きく、冷媒加熱器の冷媒出
口温度が大きく変化する。・封入される冷媒量が多いことから冷媒量の変化も大き
く、運転台数変化時等、特に冷媒循環量が大きく変化す
る。この冷媒循環量変化が冷媒加熱器の温度に微妙な影
響を与える。・１室形空気調和機に比べ、最大能力運転による冷凍サ
イクル変化が大きい。また、最小能力運転による微調整
制御を要求され、冷凍サイクル制御時に燃焼量と冷媒循
環量のバランスが崩れやすく、冷媒温度が大きく変化す
る。

【００４２】また、冷媒出口温度の上昇あるいは下降に
より次のような問題を惹起する可能性がある。（ｉ）冷媒出口温度が上昇した場合・能力の低下（熱交換器の効率低下）。・温度上昇が大きくなると、冷媒加熱器及び圧縮機の保
護のため冷媒加熱器及び圧縮機を停止する。その結果、
バーナのＯＮ−ＯＦＦ制御の繰り返しによるヒータある
いはリレーの寿命が短縮したり快適性が悪化する。・温度が異常上昇すると、冷凍サイクルのオイルが炭化
し、圧縮機のオイル潤滑が不可能となり圧縮機が故障す
る。また、冷媒加熱器本体のアルミニウム及び加熱器に
巻回された銅管が変形する虞れがある。・排気ガスの温度が高くなる。（ii）冷媒出口温度が低下した場合・過熱度の低下に起因する圧縮機の液圧縮（液バック）
による軸摩耗。・冷媒加熱器内部に結露が発生し、結露水が硫黄と混じ
り合うことにより硫酸が発生し、アルミ腐食を惹起する
虞れがある。・入力上昇。

【００４３】上記問題を回避するため、本発明にかかる
多室形空気調和機においては燃焼量制御を以下のように
行っている。各室内機４ａ，４ｂでは、吸い込み温度と
設定温度の差から圧縮機６の周波数Ｎｏ．を設定し、室
外機２へ出力する。室外機２では、各室内機４ａ，４ｂ
の周波数Ｎｏ．と能力ランクから負荷レベル係数Ｌｎ
１，Ｌｎ２を導き、総合負荷レベルＬｎφを算出する。
さらに、算出されたＬｎφをＬｎｋに置き換え、室外運
転負荷レベルとして、Ｌｎｋから燃焼量の目標値（Ｋ
値）を次の計算式により算出する。・目標値の決定１）１室運転時の燃焼量Ｋ＝−（２５６−Ｋ１_max）／（Ｌｎｋ１_max−Ｌｎｋ１
_min）×（Ｌｎｋ−Ｌｎｋ１_min）＋２５６２）２室運転時の燃焼量Ｋ＝−Ｋ２_min／（Ｌｎｋ２_max−Ｌｎｋ２_min）×（Ｌ
ｎｋ−Ｌｎｋ２_min）＋Ｋ２_min

【００４４】ここで、Ｋ１_max、Ｋ２_min、Ｌｎｋ
１_min、Ｌｎｋ１_max、Ｌｎｋ２_min、Ｌｎｋ２_maxは、例
えば次のように決定される。Ｋ１_max：６９Ｋ２_min：１４５Ｌｎｋ１_min：２０Ｌｎｋ１_max：４２Ｌｎｋ２_min：４２Ｌｎｋ２_max：６１

【００４５】図６は上記制御計算式をグラフにしたもの
であり、冷媒循環量に対応した燃焼量の目標値を、例え
ば図７に示されるように燃焼量となる灯油送油量を考慮
して決定する。すなわち、燃焼量の目標値が計算により
求められると、求められた燃焼量目標値に応じて電磁ポ
ンプ３２の周波数及びバーナモータ３４の回転数の初期
設定を行い、適切な灯油送油量及び空気量を設定する。
また、各室内機４ａ，４ｂの周波数Ｎｏ．から各室内機
４ａ，４ｂに連結されている電動膨張弁２２ａ，２２ｂ
の初期設定を行うことから、圧縮機周波数の制御は冷房
と同じ制御方式となる。また、燃焼量の決定は、圧縮機
周波数の駆動範囲と同一で、かつ、圧縮機周波数と同一
の初期設定を行うことができる。

【００４６】ここで、１室の最高燃焼量と２室の最小燃
焼量との関係は、同じ圧縮機周波数であれば、運転台数
が少ない方が高い燃焼量を出すように設定している。こ
れは、１室運転の方が冷媒循環量に対する配管圧損が大
きく、同一圧縮機周波数であれば、１室運転の方が燃焼
量を高くする必要があるからである。

【００４７】このように、各部屋の要求能力の総和に応
じて圧縮機周波数を制御するとともに、各部屋毎の負荷
に応じて各電動膨張弁２２ａ，２２ｂの開度を決定する
ため、必要な能力を必要な部屋に配分することができ
る。したがって、冷凍サイクルをきめ細かく最適に制御
しながら、快適性の向上及び省エネルギを図ることがで
きる。

【００４８】次に、室内機４ａ，４ｂのうち１台が当初
暖房運転されており、その後別の１台が暖房運転された
場合の運転台数変化制御について図８のフローチャート
及び図９のタイミングチャートを参照して説明する。

【００４９】室内機４ａ，４ｂが設置されている部屋を
Ａ室及びＢ室とし、Ａ室の室内機４ａのみが暖房運転中
にＢ室の室内機４ｂの暖房運転をスタートし、スタート
直後にＢ室に対応する電動膨張弁２２ｂを開制御する
と、Ａ室の室内機４ａのみならずＢ室の室内機４ｂにも
冷媒が流れだし、冷媒加熱器２８を流れる冷媒量が減少
する。その結果、加熱量と冷媒循環量のバランスが崩れ
冷媒加熱器２８の冷媒出口温度が異常上昇する可能性が
ある。

【００５０】このような冷媒温度の異常上昇を回避する
ため、Ａ室の暖房運転時（ステップＳ１）、Ｂ室の室内
機４ｂの運転信号を受信すると（ステップＳ２）、室内
機４ｂの室内ファンを作動させる（ステップＳ３）とと
もに、圧縮機周波数を徐々に増加させることにより高周
波数６１Ｈｚかあるいは室内の要求負荷から決定される
値に制御して（ステップＳ４）冷媒循環量をまず増加さ
せる。また、運転信号受信時からの経過時間Ｔ１をカウ
ントしておき、Ｔ１が所定時間（例えば３０秒）に達す
ると（ステップＳ５及びＳ６）、室内機４ｂに対応する
電動膨張弁２２ｂを開制御する（ステップＳ７）ととも
に、電磁ポンプ３２の周波数及びバーナモータ３４の回
転数を徐々に増加させる（ステップＳ８及びＳ９）こと
により冷媒加熱器２８の燃焼量を徐々に上昇させる。な
お、冷媒温度が異常上昇しないよう電磁ポンプ３２の周
波数及びバーナモータ３４の回転数の増加率は圧縮機６
の周波数の増加率より小さく設定している。また、燃焼
量は電動膨張弁２２ｂの開制御と同時か、あるいは、多
少遅延して上昇させてもよいが、電動膨張弁２２ｂの開
制御よりも前に上昇させると、やはり冷媒加熱器２８の
冷媒出口温度が異常上昇する危険性がある。

【００５１】さらに、運転信号受信時からの経過時間Ｔ
２が所定時間（例えば１８０秒）に達すると（ステップ
Ｓ１０及びＳ１１）、圧縮機周波数を室内の要求負荷か
ら決定される値までステップ状に減少させる。

【００５２】なお、図８のフローチャート及び図９のタ
イミングチャートにおいて、圧縮機周波数の上昇と室内
ファンの作動とを同時に行うようにしたが、圧縮機周波
数の上昇タイミングより所定時間経過後室内ファンを作
動させるようにすることもできる。また、冷媒加熱器２
８の燃焼量を徐々に上昇させるようにしたが、燃焼量を
ステップ状に上昇させてもよく、この場合、燃焼量の平
均上昇率（増加率）を圧縮機周波数の増加率より小さく
すればよい。

【００５３】次に、Ａ室とＢ室の室内機４ａ，４ｂが共
に暖房運転中に、Ｂ室の室内機４ｂが停止した場合の運
転台数変化制御について図１０のフローチャート及び図
１１のタイミングチャートを参照して説明する。

【００５４】Ａ室及びＢ室の２室暖房運転時（ステップ
Ｓ２１）、室内機４ｂの停止信号を受信すると（ステッ
プＳ２２）、電磁ポンプ３２の周波数及びバーナモータ
３４の回転数を徐々に低下させることにより冷媒加熱器
２８の燃焼量が低下するよう制御する（ステップＳ２３
及びＳ２４）。また、室内機４ｂの停止信号受信時から
の経過時間Ｔ１をカウントしておき、Ｔ１が所定時間
（例えば６０秒）に達すると（ステップＳ２５及びＳ２
６）、室内機４ｂに対応する電動膨張弁２２ｂの開度を
閉方向に制御する（ステップＳ２７）。

【００５５】さらに、停止信号受信時からの経過時間Ｔ
２が所定時間（例えば９０秒）に達すると（ステップＳ
２８及びＳ２９）、室内機４ｂの室内ファンを停止させ
（ステップＳ３０）、停止信号受信時からの経過時間Ｔ
３が所定時間（例えば２１０秒）に達すると（ステップ
Ｓ３１及びＳ３２）、圧縮機周波数を室内の総合要求負
荷に基づいて圧縮機周波数・燃焼量演算回路６２により
算出した値までステップ状に低下させて冷媒循環量を減
少させることにより加熱量と冷媒循環量とのバランスを
とり、冷媒加熱器２８の冷媒出口温度の異常を回避す
る。

【００５６】なお、室内ファン停止の遅延時間は燃焼器
の熱容量に依存し、燃焼器の熱容量が大きければ遅延時
間を長くする必要がある。

【００５７】図１２乃至図１５は、本発明にかかる多室
形空気調和機において、運転台数が変化した場合の種々
のデータを示すグラフであり、図１２及び図１３は１室
運転から２室運転に切り替わった場合を、図１４及び図
１５は２室運転から１室運転に切り替わった場合を示し
ている。

【００５８】さらに詳述すると、図１２は、定格容量
３.２ｋｗの室内機が作動中に定格容量２.２ｋｗの別の
室内機が作動した場合を示しており、圧縮機周波数、燃
焼量の目標値（Ｋ値）等の諸元は次のように変化してい
る。２.２ｋｗ：ＯＮ、３.２ｋｗ風量：Ｈｉ、圧縮機周波
数：３６→６１Ｈｚ２.２ｋｗ弁開度：８０→３５０、燃焼量（Ｋ値）：
９８→８０圧縮機周波数：６１→５４Ｈｚ

【００５９】図１２に示されるように、１室運転から２
室運転に切り替わったことで、冷媒循環量に影響を与え
る圧縮機出口の高圧はからにかけて大きく変化（減
少）しているが、圧縮機周波数を６１Ｈｚまで増加させ
るとともに、多少遅延して新たに始動した室内機に対応
する電動膨張弁を開制御する一方、電磁ポンプの周波数
を徐々に増加して燃焼量を上昇させているので、冷媒循
環量と燃焼量とのバランスが大きく崩れることもなく、
圧縮機の吸入温度（冷媒加熱器の出口温度）及び吐出温
度は多少低下しているものの極端な低下は見られない。

【００６０】また、図１３は、定格容量２.２ｋｗの室
内機が作動中に定格容量３.２ｋｗの別の室内機が作動
した場合を示しており、圧縮機周波数、燃焼量の目標値
（Ｋ値）等の諸元は次のように変化している。３.２ｋｗ：ＯＮ、圧縮機周波数：２４→６１Ｈｚ３.２ｋｗ弁開度：８０→４８０〜燃焼量（Ｋ値）：４０までステップ状に減少

【００６１】図１３に示されるように、電磁ポンプの周
波数がステップ状に増加することにより燃焼量が大きく
変化しているが、電磁ポンプ周波数の増加の前に圧縮機
周波数を６１Ｈｚまで増加させた後、新たに始動した室
内機に対応する電動膨張弁を開制御しているので、高圧
は大きく変動せず、吸入温度及び吐出温度も極端には変
動していない。

【００６２】図１４は、定格容量２.２ｋｗと３.２ｋｗ
の２台の室内機が作動中に定格容量２.２ｋｗの室内機
が停止した場合を示しており、圧縮機周波数、燃焼量の
目標値（Ｋ値）等の諸元は次のように変化している。燃焼量（Ｋ値）：８０→９８２.２ｋｗ弁開度：３５０→８０２.２ｋｗ：ＯＦＦ、３.２ｋｗ風量：Ｌｏ圧縮機周波数：４８→４２Ｈｚ

【００６３】図１４からわかるように、高圧の変動は大
きいが、図１１のタイミングチャートに基づいて各機器
を制御することにより、吸入温度及び吐出温度の急激な
変動が抑制されている。

【００６４】図１５は、定格容量２.２ｋｗと３.２ｋｗ
の２台の室内機が作動中に定格容量３.２ｋｗの室内機
が停止した場合を示しており、圧縮機周波数、燃焼量の
目標値（Ｋ値）等の諸元は次のように変化している。燃焼量（Ｋ値）：４０→最大値３.２ｋｗ弁開度：４８０→８０３.２ｋｗ：ＯＦＦ圧縮機周波数：５８→５２Ｈｚ

【００６５】この場合は電磁ポンプの周波数が減少した
ことにより燃焼量の変動が大きいが、図１１のタイミン
グチャートに基づいた制御を行うことにより、高圧、吸
入温度及び吐出温度の急激な変動が抑制されている。

【００６６】なお、上記実施形態は、１台の室外機に２
台の室内機を接続した場合を例にとり説明したが、本発
明の多室形空気調和機における室内機の台数は必ずしも
２台に限定されるものではなく、室内機が３台以上の場
合でも同様の考え方に基づいて略同じ制御方式によりシ
ステムを制御することができる。

【００６７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。本
発明のうちで請求項１に記載の発明によれば、暖房運転
中における室内機運転台数の増加により室内からの総合
要求負荷が増加した場合、圧縮機周波数を徐々に増加し
て冷媒循環量を増加させ、所定時間経過後、運転信号を
受けた室内機に対応する電動膨張弁を開制御するととも
に冷媒加熱器の燃焼量を徐々に増加させるようにしたの
で、所定の冷媒循環量を確保することができるととも
に、加熱量＜冷媒循環による吸熱量（冷却量）の関係を
保ちつつ燃焼量を増加させることで燃焼による加熱と冷
媒循環による吸熱との熱量バランスをとることができ、
冷媒加熱器の異常温度上昇を防止することができる。ま
た、冷媒加熱器の温度低下による耐久性低下、加熱器内
部の腐食、圧縮機への液バック現象の発生を回避するこ
とができる。

【００６８】さらに、運転信号を受けた室内機に対応す
る電動膨張弁を開制御することにより運転信号を受けた
室内機を冷媒が通過し、その影響で冷媒加熱器を流れる
冷媒循環量が瞬時に低下しても加熱量＜吸熱量の関係を
維持し、冷媒加熱器の冷媒循環量を確保しながら多室へ
の適切な冷媒循環が可能となる。

【００６９】また、室内ファンの作動に伴う高圧の低下
により冷媒循環量が低下し、加熱量が冷媒循環量よりも
大きくなり冷媒加熱器の異常温度上昇を惹起する虞れも
あるが、請求項２に記載の発明によれば、冷媒循環量の
増加と同時かあるいは所定時間遅延して運転信号を受け
た室内機の室内ファンを作動させるようにしたので、加
熱量＜吸熱量の関係を確保することができる。

【００７０】また、請求項３あるいは４に記載の発明に
よれば、圧縮機周波数の増加率より冷媒加熱器の燃焼量
の増加率を小さく設定したので、急激な加熱量上昇を防
止し、加熱量＜冷媒循環による吸熱量（冷却量）の熱量
バランスを維持することができる。

【００７１】さらに、請求項５あるいは６に記載の発明
によれば、電動膨張弁の開制御と同時かあるいは遅延し
て冷媒加熱器の燃焼量を増加させるようにしたので、運
転台数増加により冷媒循環量が急激に変動しても燃焼量
を変化させて燃焼による加熱と冷媒循環による吸熱との
熱量バランスを安定させることができ、冷媒加熱器の異
常温度上昇を防止することができる。

【００７２】また、請求項７に記載の発明によれば、圧
縮機周波数を周波数・燃焼量演算手段により算出した値
と同じかあるいは大きい値に設定して冷媒循環量を増加
させるようにしたので、加熱量＜冷媒循環による吸熱量
（冷却量）の関係を確保し、冷媒循環量が急激に変動し
ても冷媒加熱器の温度異常を惹起しないようにすること
ができる。

【００７３】また、請求項８に記載の発明によれば、冷
媒加熱器の燃焼量増加より所定時間経過後、圧縮機周波
数を周波数・燃焼量演算手段で算出した値まで減少させ
るようにしたので、加熱量＜冷媒循環による吸熱量（冷
却量）の関係から冷媒加熱器の温度低下を防止すること
ができ、液バック現象を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる多室形空気調和機の冷凍サイ
クルの構成図である。

【図２】図１の多室形空気調和機における圧縮機周波
数、燃焼量及び電動膨張弁開度の制御ブロック図であ
る。

【図３】室内温度と設定温度との差温の温度ゾーン分
割図である。

【図４】冷房・ドライ運転時の圧縮機周波数の決定に
使用される制御計算式の１例を示すグラフである。

【図５】暖房運転時の圧縮機周波数の決定に使用され
る制御計算式の１例を示すグラフである。

【図６】暖房運転時の燃焼量の目標値の決定に使用さ
れる制御計算式の１例を示すグラフである。

【図７】図６のグラフより決定された燃焼量の目標値
と灯油送油量との関係を示すグラフである。

【図８】暖房運転時、１室運転より２室運転に運転台
数が変化した場合の制御を示すフローチャートである。

【図９】暖房運転時、１室運転より２室運転に運転台
数が変化した場合の制御を示すタイミングチャートであ
る。

【図１０】暖房運転時、２室運転より１室運転に運転
台数が変化した場合の制御を示すフローチャートであ
る。

【図１１】暖房運転時、２室運転より１室運転に運転
台数が変化した場合の制御を示すタイミングチャートで
ある。

【図１２】１室運転から２室運転に切り替わり高圧変
化が大きい場合の種々のデータを示すグラフである。

【図１３】１室運転から２室運転に切り替わり燃焼量
変化が大きい場合の種々のデータを示すグラフである。

【図１４】２室運転から１室運転に切り替わり高圧変
化が大きい場合の種々のデータを示すグラフである。

【図１５】２室運転から１室運転に切り替わり燃焼量
変化が大きい場合の種々のデータを示すグラフである。

【符号の説明】

２室外機４ａ，４ｂ室内機６圧縮機８室外熱交換器１０四方弁１２ａ，１２ｂ室内熱交換器１４液側主管１６ａ，１６ｂ液側分岐管１８ガス側主管２０ａ，２０ｂガス側分岐管２２ａ，２２ｂ電動膨張弁２８冷媒加熱器３２電磁ポンプ３４バーナモータ３６ａ，３６ｂ室内温度センサ３８ａ，３８ｂ運転設定回路４８室内温度検出回路５０差温演算回路５２設定判別回路５４ＯＮ−ＯＦＦ判別回路５６定格容量記憶回路６２圧縮機周波数・燃焼量演算回路６４膨張弁開度演算回路６６負荷係数テーブル７０弁初期開度テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青孝彦大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者増田仁史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

【特許請求の範囲】

【請求項１】容量可変形圧縮機と四方弁と室外熱交換
器と冷媒加熱器とを有する１台の室外機と、室内熱交換
器を有し並列に接続された複数台の室内機とを、上記室
外機に設けられ主に冷媒液が流れる液側主管から分岐し
た液側分岐管と上記室外機に設けられ主に冷媒ガスが流
れるガス側主管から分岐したガス側分岐管を介して接続
し、弁開度を電気的に制御可能な電動膨張弁を上記液側
分岐管に取り付けるとともに、各室内機が設置される室
内の温度を任意に設定する室内温度設定手段と、室内温
度を検出する室内温度検出手段と、上記室内温度設定手
段により設定された温度と上記室内温度検出手段が検出
した室内温度との差温を算出する差温演算手段と、上記
室内機の各々の定格容量を記憶する定格容量記憶手段
と、所定周期毎に上記圧縮機の周波数と上記冷媒加熱器
の目標燃焼量を算出する周波数・燃焼量演算手段とを有
する多室形空気調和機の室内機運転台数変化時の制御方
法であって、暖房運転中における室内機運転台数の増加により室内か
らの総合要求負荷が増加した場合、圧縮機周波数を徐々
に増加して冷媒循環量を増加させ、所定時間経過後、運
転信号を受けた室内機に対応する上記電動膨張弁を開制
御するとともに上記冷媒加熱器の燃焼量を徐々に増加さ
せるようにしたことを特徴とする多室形空気調和機の室
内機運転台数変化時の制御方法。
【請求項２】冷媒循環量の増加と同時かあるいは所定
時間遅延して運転信号を受けた室内機の室内ファンを作
動させるようにした請求項１に記載の多室形空気調和機
の室内機運転台数変化時の制御方法。
【請求項３】上記圧縮機周波数の増加率より上記冷媒
加熱器の燃焼量の増加率を小さく設定した請求項１ある
いは２に記載の多室形空気調和機の室内機運転台数変化
時の制御方法。
【請求項４】上記冷媒加熱器の燃焼量をステップ状に
増加させ、その平均増加率を上記圧縮機周波数の増加率
より小さく設定した請求項１あるいは２に記載の多室形
空気調和機の室内機運転台数変化時の制御方法。
【請求項５】上記電動膨張弁の開制御と上記冷媒加熱
器の燃焼量増加を同時に行うようにした請求項１乃至４
のいずれか１項に記載の多室形空気調和機の室内機運転
台数変化時の制御方法。
【請求項６】上記電動膨張弁の開制御より遅延して上
記冷媒加熱器の燃焼量を増加させるようにした請求項１
乃至４のいずれか１項に記載の多室形空気調和機の室内
機運転台数変化時の制御方法。
【請求項７】上記圧縮機周波数を上記周波数・燃焼量
演算手段により算出した値と同じかあるいは大きい値に
設定して冷媒循環量を増加させるようにした請求項１乃
至６のいずれか１項に記載の多室形空気調和機の室内機
運転台数変化時の制御方法。
【請求項８】上記冷媒加熱器の燃焼量増加より所定時
間経過後、圧縮機周波数を上記周波数・燃焼量演算手段
で算出した値まで減少させるようにした請求項１乃至６
のいずれか１項に記載の多室形空気調和機の室内機運転
台数変化時の制御方法。