JPS6042849B2 - 多室形空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は１台の室外ユニットに複数台の室内ユニットを
接続した多室形空気調和機に係り、特に該空気調和機の
能力制御に関する。

従来の技術 一般に多室形空気調和機では、圧縮機モータに対する供
給電源の周波数を周波数変換器により変換して圧縮機を
連続的に能力制御すべく構成して、室内温度の温度差を
少なくし快適性を向上させるようにしている。

ところで、従来前記能力制御を行なうため、各室内ユニ
ット毎に室温検出器と室温設定器との温度差を検出する
温度差検出器をそれぞれ設けると共に、これら温度検出
器により検出する各温度差、の加算器を設け、該加算器
による加算値に比例して、周波数変換器により変換する
周波数を制御するようにしている。

発明が解決しようとする問題点 ところが、このものは、部品点数が多く制御回、路が複
雑であり、又室外ユニットと室内ユニットとの間に設け
る連絡配線にはノイズに対する特別な手段を施す必要が
あり、全体に高価となる問題があつた。

又使用者が室温設定器の設定を誤操作すると、加算器に
よる加算値が正常値から外れて圧縮機の負担が過大とな
ることが生じ、圧縮機が損傷することとなる問題があつ
た。本発明は、以上の問題を解消すべく発明したもので
、目的とする処は圧縮機に無理な負担がか）ることがな
く圧縮機の信頼性を向上でき、かつ室内温度の温度差を
小さくできて確実に快適性を向上できると共に、圧縮機
を能力制御するための制御回路及び室内外ユニット間の
連絡配線を簡素化できて全体に安価にでき、しかも使用
者が室温の設定を誤つても圧縮機が過負荷運転になるこ
とがない多室形空気調和機を提供する点にある。

問題点を解決するための手段本発明の構成は、１台の室
外ユニットＡに複数台の室内ユニットＢを接続し、圧縮
機モータ１に対する供給電源の周波数を周波数変換器３
により変換して圧縮機２を能力制御すべくなした多室形
空気調和機において、１外気温度などを基に室外ユニッ
トＡ側で検出する空調負荷に見合う信号を出力する負荷
信号の出力器４と、２前記各室内ユニットＢの運転率に
見合う信号．を出力する運転率信号の出力器７と、３前
記各出力器４，７の信号を入力し、電源の周波数を変換
して出力する周波数変換器３であつて、（ａ）前記負荷
信号が所定の低負荷値以下のと！き、この負荷信号を最
小周波数に変換し、また所定の高負荷値以上のとき、最
大周波数に変換すると共に、前記低負荷値と高負荷値と
の中間のとき、その負荷信号に応じた周波数に変換する
変換特性を、運転率信号に対応し・て各別に設定し、か
つこの各設定において、前記低負荷値と高負荷値との中
間において運転率の減少に応じて前記変換特性を高負荷
側に偏位すると共に、所定の高負荷値に対応す る最大
周波数を減少側に偏位する如く成す設定手段と、（ｂ）
前記運転率信号の出力器７の出力に応じて、前記設定手
段により設定した変換特性を選択する選択手段と（Ｃ）
この選択手段で選択した変換特性をもとに、電源の周波
数を前記負荷信号に応じて変換して出力する出力手段と
をもつものとを備える如く成したのである。

ノ 尚、前記室内ユニットの運転率とは、圧縮機の定格
容量に対する運転中の室内ユニットを定格容量を加算し
た加算容量の比率を％表示したものである。

作用 しかして、前記空気調和機は、出力器４により室外ユニ
ットＡ側で空調機負荷を検出して、この空調機負荷に応
じて前記周波数変換器３の前記圧縮機モータ１に対する
供給電源の周波数を変更しながら、しかも、前記出力器
７によつて、運転率”の変化によつても前記供給電源の
周波数を変更させるようにしているから、各室内ユニッ
トＢ側の負荷を加算して空調機負荷を算出しなくとも、
前記圧縮機モータ１の能力を必要な能力にきめ細かく制
御できるのである。

しかも、前記設定手段で設定する変換特性を、運転率の
低下につれて前記周波数変換器３の出力する最大周波数
を低くするようにしたから、高負荷時に前記圧縮機モー
タ１に無理な負担がか）るようなことがないのである。

特に、低運転率時に室内ユニットＢ側において、室内の
設定温度を誤つて設定した場合でも、前記圧縮機モータ
１に無理な負担がか）ることがないのである。更に、周
波数変換器を用いて前記圧縮機の能力を連続的に制御で
きるようにしているから、該圧縮機の能力をきめ細かに
調節できるのであるが、そればかりでなく、運転率の低
下につれて前記周波数変換器の出力する前記最大周波数
に保持する高負荷側における負荷値を高負荷側に偏位さ
せるようにしたから、前記高負荷値を運転率に無関係に
一定に設定し、単に運転率によつてのみ前記圧縮機の能
力を変更するようにした場合に比して、運転率が低い場
合であつて、高負荷時に前記空気調和機の能力を負荷に
応じてよりきめ細かに制御できるのである。

実施例 以下本発明空気調和機の実施例を図面に基づいて説明す
る。

図において、Ａは室外ユニット、Ｂ・・・は該室外ユニ
ットＡに冷媒の連絡配管（図示せず）により接続した３
台の室内ユニットである。

尚、室内ユニットＢの台数は３台に限るものではなく、
２台又は４台以上の複数台としてもよいことは云う迄も
ない。前記室外ユニットＡは圧縮機モータ１によつてＪ
駆動する圧縮機２と、前記各室内ユニットＢ・・・への
各連絡配管路に介装した電磁弁（図示せず）とを備える
と共に、前記圧縮機モータ１の入力側に接続する後記す
る周波数変換器３を備えている。

又前記各室内ユニットＢ・・・は、それぞれ室内の温度
調節器（Ｔｈ）を備えていて、前記圧縮機２を駆動した
運転時、この温度調節器（Ｔｈ）のオンオフ動作により
前記室外ユニットＡに設けた電磁弁を開閉動作させ、室
内ユニットＢへの冷媒の流れをオンオフ制御して室内温
度を調節するよう，にしている。しかして４は空調機負
荷に見合う信号を前記周波数変換器３に出力する空調機
負荷信号の出力器で、空調機負荷の検出器５と空調機負
荷の設定器６とから成るのである。

尚、前記空調機負荷は外気温度など該負荷を指標できる
ものを選ぶのであり、外気温度の他、冷房時凝縮温度と
外気温度との温度差、又暖房時外気温度と蒸発温度との
温度差、又建物内の適宜位置の温度などを選ぶのである
。

即ち、室外ユニットＡ側で検知できる要素を選んで空調
機負荷を検出するのである。具体的には、第２，３図の
ものは、空調機負荷として外気温度を選び、サーミスタ
などの感温素子５ａにより外気温度の前記検出器５を構
成して、感温素子５ａを前記室外ユニットＡの吸入口（
図示せず）に設けると共に、可変抵抗６ａにより外気温
度の前記設定器６を構成したのである。

そして前記第２図のものは、感温素子５ａと可変抵抗６
ａとを直列に接続して、該接続位置と接地位置とに出力
端子Ｔｌ，Ｔ２を設けたのである。又前記第３図のもの
は、ブリッジ回路を使用して構成したのであり、該ブリ
ッジ回路における４つの線路１１・・・１４中、線路１
１に前記感温素子５ａを、又線路１２に前記可変抵抗６
ａを、又線路１３，１４に所定大きさの抵抗Ｒｌ，Ｒ２
をそれぞれ設け、線路１１，１４及び１２，１３の接続
位置に出力端子Ｔｌ，Ｔ２を設けたのである。そして第
２，３図のものは、前記感温素子５ａの電気抵抗値が外
気温度の変化に対応して変化し、外気温度の値に見合う
電圧信号を前記出力端子Ｔｌ，Ｔ２から前記周波数変換
器３に出力するのである。

又第１図において７は前記各室内ユニットＢ・・の運転
率に見合う信号を出力する出力器で、各室内ユニットＢ
の定格容量を何れも１とし、圧縮機２の定格容量を２と
すると、室内ユニットＢの３台、２台又は１台を運転す
る時の運転率１５０％、１００％又は５０％に見合う信
号を前記周波数変換器３に出力するのである。

そして斯くの如く、前記両出力器４，７からの信号が入
力する周波数変換器３は、前記圧縮機モータ１への供給
電源の周波数を、前記両信号に対応した周波数に変換す
べく成すのである。

この周波数変換器３は、 （ａ）前記負荷信号が所定の低負荷値以下のとき、この
負荷信号を最小周波数に変換し、また所定の高負荷値以
上のとき、最大周波数に変換すると共に、前記低負荷値
と高負荷値との中間のとき、その負荷信号に応じた周波
数に変換する変換特性を、運転率信号に対応して各別に
設定し、かつこの各設定において、前記低負荷値と高負
荷値との中間において運転中の減少に応じて前記変換特
性を高負荷側に偏位すると共に、所定の高負荷値に対応
する最大周波数を減少側に偏位する如く成す設定手段と
、（ｂ）前記運転率信号の出力器７の出力に応じて、前
記設定手段により設定した変換特性を選択する選択手段
と（Ｃ）この選択手段で選択した変換特性をもとに、商
用電源の周波数を前記負荷信号に応じて変換して出力す
る出力手段とをもつものである。

前記設定手段及び選択手段は何れもマイクロコ）ンピユ
ータＣ等を用いて構成するものであつて、このマイクロ
コンピュータを用いる場合には、前記設定手段は、メモ
リのＲＯＭ（図示せず）に各運転率毎の前記負荷信号一
周波数信号の変換特性曲線をデータベースとして予めイ
ンプットしおくのである。以下、インプットをしておく
特性曲線について説明すると、冷房運転時第４図の如く
室内ユニットＢを、３台とも運転する運転率１５０％の
場合、外気温度が前記出力器４の設定器６によつて調節
する低温度ち以下の時は、最小周波数Ｆａに変換し、又
外気温度が前記低温度ｔ１から前記高温度Ｔ２の範囲内
の値を示す時は、該外気温度値の前記低温度ちからの増
加に比例して増加する周波数に変換し、又外気温度が高
温胆，を越えると最大周波数色に変換すべく成すのであ
る。

そして、前記室内ユニットＢの運転率を１００％又は５
０％の如く小さく成すにつれて、前記運転率が１５０％
の場合にくらべて、前記低温度ち及び高温度ちの値を所
定値宛高く偏位させると共に、変換する周波数の最小値
を前記最小値Ｆａと等しく成し、かつ最大値を所定値宛
低く偏位させる如く成すのである。

尚、前記圧縮機モータ１は、室内ユニットＢの運転台数
が複数台の時、以上の如く停止することなく周波数に比
例した回転数で回転させるが、運転台数が１台の時前記
温度調節器ｎによるオンオフ制御を行なうのである。

一方、前記出力手段は、商用電源を入力し、この電源を
前記変換手段の出力する信号に応じて所望の周波数、電
圧に変換して出力するものである。

しかして、前記マイクロコンピュータＣの入力側にＡ／
Ｄ変換器を介して前記出力器４を接続し、かつ、前記出
力器７を接続する一方、出力側．に前記出力手段を接続
するのである。

かくして、冷房運転を行なう時前記出力器４から空調機
負荷を指標する外気温度に見合つた信号と、前記出力器
７から室内ユニットＢの運転率に見合つた信号とが前記
周波数変換器３に入力し、該周波数変換！器３が、前記
圧縮機モータ１に対する供給電源の周波数を、外気温度
と室内ユニットＢの運転率とに見合つた値に変換するの
である。即ち、例えば外気温度が第４図の如くちの場合
、室内ユニットＢの運転率が１５０％の３台を共クに運
転する時は周波数はｆ１、又運転率が１００％の２台を
運転する時は周波数は前記周波数ｆ１より小さいＦ２、
又運転率が５０％の１台のみ運転する時は周波数は前記
周波数Ｆ２より小さいＦ３にそれぞれ変換するのであり
、要するに周波数変換器３は前記圧縮機モータに対する
供給電源の周波数を、外気温度と室内ユニットの運転率
とに対応した周波数に変位するのである。

尚、上記実施例の説明では、室内ユニットＢの定格容量
が何れも同じ容量のものについて説明したが、異なつた
容量のものであつても良いことは勿論である。

斯くして圧縮機モータ１は周波数変換器３によ］り変換
された周波数に比例した回転数で回転し、圧縮機２は外
気温度及び室内ユニットＢの運転率に見合つた所定の能
力で駆動するのである。

即ち、室内ユニットＢの運転台数が増減して複数台で運
転する時、圧縮機２は直ちに斯く駆動し・台数の室内ユ
ニットＢに見合う能力で駆動し停止することがないので
、各室内ユニットＢに設けた温度調節器Ｔｈのデイフア
レンシヤルの値を十分小さくできて、圧縮機２に無理な
負担をかけることなく快適性を大幅に向上できるのであ
る。又室内ユニットＢの運転台数が１台の時、圧縮機２
は前記温度調節器Ｔｈのオンオフ動作により発停するが
、１台の運転台数に見合う低周波起動を行なえるため、
起動時圧縮機２に無理な負担がか）ることはなく、問題
なく頻繁な発停を繰り返し行なうことができ、デイフア
レンシヤルの値を大きくする必要は全くないのである。
上記実施例においては、室外温度によつて空調機負荷を
検出しており、前記室外温度が空調機負荷の負荷値に対
応するものである。

また、前記出力器４の設定器６によつて調節する低温度
ｔ１、高温度ちが、それぞれ本発明で云う低負荷値、高
負荷値に相当するのである。尚、室温は外気温度が変化
した時第５図の如く該室の熱容量に見合う値だけ時間遅
れを伴なつて変化し、午前中から托時頃迄の時間帯は室
温より外気温度が高く、川時以降の時間帯は室温が外気
温度より高くなるので、前記時間遅れを補正できる補正
手段８を、周波数変換器３又は前記出力器４の検出器５
、設定器６又は出力器７に設けて例えば外気温度に対す
る周波数の変換域の幅を変えることは好ましい。

尚以上の説明は、冷房運転の場合であるが、暖房運転の
場合でも同様であるので詳記しないが、圧縮機２に無理
な負担をかけることなく室内ユニツトＢに設けた温度調
節器ｎのデイフアレンシヤル値を小さくできて快適性を
向上できるのである。

発明の効果 以上の如く本発明は、室内ユニットの台数が多くとも、
空調機負荷信号の出力器と室内ユニットの運転率信号の
出力器とを周波数変換器に接続して、該周波数変換器に
より、圧縮機モータに対する供給電源の周波数を、前記
両出力器から入力する両信号に対応した値に変換する如
く成したので、圧縮機を能力制御するための制御回路を
簡単にできると共に、室内外ユニット間の連絡配線に特
別なノイズ防止用の手段を設ける必要がなく簡単にでき
て全体に安価にできるのである。

しかも運転時圧縮機に無理な負担をかけることなく室内
温度の温度差を小さくできて快適性を向上できると共に
、圧縮機の信頼性を向上でき、その上使用者が室温の設
定を誤つても圧縮機が過負荷運転になることを防止でき
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す電気回路図、第２，３図
はその要部実施例を示す電気回路図、第４図は運転率を
媒介変数とした外気温度と周波数との関係を示す説明図
、第５図は時刻と室温及び外気温度との関係を示す説明
図である。 Ａ・・・室外ユニット、Ｂ・・・室内ユニット、１・・
・圧縮機モータ、２・・・圧縮機、３・・・周波数変換
器、４・・・空調機負荷信号の出力器、７・・・室内ユ
ニットの運転率信号の出力器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １台の室外ユニットＡに複数台の室内ユニットＢを
   接続し、圧縮機モータ１に対する供給電源の周波数を周
   波数変換器３により変換して圧縮機２を能力制御すべく
   なした多室形空気調和機において、（１）外気温度など
   を基に室外ユニットＡ側で検出する空調負荷に見合う信
   号を出力する負荷信号の出力器４と、（２）前記各室内
   ユニットＢの運転率に見合う信号を出力する運転率信号
   の出力器７と、（３）前記各出力器４，７の信号を入力
   し、電源の周波数を変換して出力する周波数変換器３で
   あつて、（ａ）前記負荷信号が所定の低負荷値以下のと
   き、この負荷信号を最小周波数に変換し、また所定の高
   負荷値以上のとき、最大周波数に変換すると共に、前記
   低負荷値と高負荷値との中間のとき、その負荷信号に応
   じた周波数に変換する変換特性を、運転率信号に対応し
   て各別に設定し、かつこの各設定において、前記低負荷
   値と高負荷値との中間において運転率の減少に応じて前
   記変換特性を高負荷側に偏位すると共に、所定の高負荷
   値に対応する最大周波数を減少側に偏位する如く成す設
   定手段と、（ｂ）前記運転率信号の出力器７の出力に応
   じて、前記設定手段により設定した変換特性を選択する
   選択手段と（ｃ）この選択手段で選択した変換特性をも
   とに、電源の周波数を前記負荷信号に応じて変換して出
   力する出力手段とをもつものを備えていることを特徴と
   する多室形空気調和機。