JPS6124937A - 多室空調システムの制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、一台の室外ユニットに複数台の室内ユニッ
トを接続した多室空調システムの制御。

特にそれの電気式膨張弁の制御方式に関する。

〔従来技術〕

従来、この種システムの制御方式として第１図第２図に
示すものがあった。第１図は従来の多室空調システムの
冷凍サイクル図で９図において１１）は室外二二ツ）　
、　　（２ａＸ２ｂ）は室内具ニット、（３）は圧縮機
、（４）は室外熱交換器、（５）は四方切換弁、（６）
は膨張弁、（７）はアキュムレータｓ　　（８ａＸ８ｂ
）は室内熱交換器、　　（９ａ）（９ｂ）（１０ａ）（
１０ｂ）は二方弁、　ｔｔｕは冷媒配管、（１２はアキ
ュムレータ（７）の入口側に設けられた過熱度（θｕｐ
ｅｒ　ｈｅａｔ）検出器である０図示されているように
、圧縮機＋３）、四方切換弁（５）、室外熱交換器（４
）、膨張弁（６１，アキュムレータ（７）から構成され
る１台の室外ユニット（１）にそれぞれ室内熱交換器（
ｓａ）（８ｂ）及び二方弁（９ａＸ９ｂＸ１０ａ）（１
０ｂ）からなる複数の室内ユニツ）　（２ａ）（２ｂ）
が冷媒配管αυにより並列に接続される。

第２図は、その制御方式を示すブロック線図で図におい
て室外ユニットｌ）、室内二二ツ）　（２ａ）（２ｂ）
、圧縮機（３）、膨張弁（イ））、二方弁（９ａＸ９ｂ
Ｘ１０ａ）（１０ｂ）及び過熱度検出器ｕ２は第１図図
示のものと同一であるがそれらの電気制御部分を示して
いる０ｆＬ３　（１４１は過熱度検出器（Ｌ３ｔ−構成
する。アキュムレータ（７）の入口側に設けられた温度
センサ及び圧力センサ、　［１４９は圧縮機（３）を付
勢するインバータで、それの出力周波数を変えることに
よって圧縮機容量を可変とすることができる。αｅは室
外ユニット（１］に設けられたマイクロコンピュータＣ
以下マイコンという）などの室外制御器、　　（１７ａ
Ｍ１７’ｂ）は各室内ユニット（２ａＸ２ｂ）に設けら
れたマイコンなどの室内制御器、　　（１８ａ）（１８
ｂ）は各室内ユニット〔２ａ）（２ｂ）に設けられた室
温センサ、　　（１９ａ）（１９ｂ）は室温設定器であ
る。■は室外制御器ＯＧと各室内制御器（１７ａ）（１
７ｂ）との間で信号の送受を行なう信号伝送線、Ｑυは
過熱度検出器ａ’ａの温度センサα３からの温度データ
、圧力センサＩからの圧力データを入力して過熱度を求
め膨張弁開度データを演算して膨張弁（６：の制御信号
を出力する。室外制御器−において実行される全膨張弁
開度演算手段、（社）は。

各室内制御器（１７ａＸ１７’ｂ）からの室内ユニット
オンオフデータ及び室温と設定室温の差温データを入力
して、圧縮機容量データを演算し、インバータｉｓに圧
縮機容量制御信号を出力する。室外制御器槽において実
行される圧縮機容量制御手段、（２３ａ）（２３ｂ）は
、各室温センサ（１８ａＸ１８ｂ）からの室温データと
、各室温設定器（１９ａＸ１９ｂ）からの設定室温デー
タから室温と設定室温との差温を演算する。

室内制御器（１７ａＸ１７ｂ）において実行されろ差温
演算手段、　　（２４ａ）（２４ｂ）は９手段（ｚａａ
）（ｚａｂ）からの差温データに応じ、二方弁（９ａＸ
１０ａ）　、　（９ｂＸ１０ｂ）の開閉信号を出力する
、室内制御器（１７ａ）（１７ｂ）において実行される
二方弁開閉制御手段であろ０次にその動作について説明
する。まず第１図について暖房運転時を例に、それの冷
凍サイクル動作を説明する。圧縮機（３１にて圧縮され
高圧、高温となった冷媒−気は、四方切換弁（５）、冷
媒配管αυを通シ各室内ユニツ）　（２ａＸ２ｂ）に至
シ、室内熱交換器（８ａ）（８ｂ）にて室内空気と熱交
換、即ち暖房を行い凝縮し冷媒液となシ、各室内ユニッ
ト（２ａ）（２ｂ）を出た冷媒液は合流して膨張弁（６
）に至り、こ＼で断熱膨張し、室外熱交換器（４）に外
気と熱交実部ち冷却を行ない低圧、低温の冷媒蒸気とな
り。

四方切換弁（５）、アキュムレータ（７）を介して再び
圧縮機（３）に戻る。このサイクルが繰り返されて暖房
運転が行なわれる。

次にその制御動作を説明する。各室内ユニット（２ａ）
（２ｂ）における室温の制御は、各室温センサ（１ａａ
Ｘ１ａｂ）と室温設定器（１９ａ）（１９ｂ）からの信
号に応じ、各室内制御器（１７ａＸ１７ｂ）における差
温演算手段（２３ａ）（２ａｂ）と二方弁開閉制御手段
（２４’ａＸ２４ｂ）われる。また、膨張弁（６１は、
温度センサ（１３からの温度データ及び圧力センサａ４
からの圧力データにクト よジ、室内制御器Ｑｆｉの全膨張弁開度演算手段ＱｒＪ
で過熱度を求め、これから膨張弁開度データが演算され
、その値が所定の範囲になるよう制御される。

さらに圧縮機ｔｅｌの容量は、それへの付勢インバータ
（［！９の出力周波数を、各室内ユニツ）　（２ａＸ２
ｂ）からのオン、オフデータ及び差温データに応じ、室
外制御器ａＳの圧縮機容量制御手段（２）によって制御
され、運転中の室内ユニット台数、及び各室温と設定室
温との差温に応じて圧縮機（３）の容量制御が行なわれ
る。

従来の多室空調システムの制御方式は以上のように構成
、制御され、室外ユニット（１）における膨張弁（６）
の開度制御、各室内ユニツ）　（２ａＸ２ｂ）における
二方弁（９ａＸ１０ａＸ９ｂＸ１０ｂ）の開閉制御がそ
れぞれお互に関係なく独立して行なわれているため。

冷媒循環量が複数個所にて、しかも互に連係なく制御さ
れることになシ、システムがハンチングを起こし、シス
テム全体の動作が不安定になり、効率が低下するなどの
欠点を有していた。

〔発明の概要〕

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、各室内ユニット毎に電気式膨張弁
を設け、これを、室外制御器から送出された過熱度から
演算された全膨張弁開度を運転中の各室内ユニットにお
ける差温と容量の積の、運転中の全室内ユニットにおけ
るそれらの総和に対する比率に応じて按分した各室内ユ
ニット膨張弁開度データで制御することによって、ハン
チングのない、安定性及び制御性のよい効率的な多室空
調システムの制御方式を提供することを目的としている
。

〔発明の実施例〕 以下、この発明の実施例を図について説明する。

第３図は、この発明の一実施例の多室空調システムを示
す冷凍サイクル図、第４図はその制御方式を示すブロッ
ク線図である。図において、（υ〜（５）。

（７）〜（９ｂ）、　ｔ１υ〜（２３ｂ）は、第１図、
第２図と同−或は相当部分を示す。（ｚｓａＸ２ｓｂ）
は、各室内ユニット（２ａＸ２ｂ）の熱交換器（８ａ）
（ｌｌｂ）の暖房時低圧。

冷房時高圧となる側に、即ち第１図の二方弁（１０ａ）
（１０ｂ）と同じ場所に設けられた電気式膨張弁で。

第１図のような室外ユニツ）　＋１３における膨張弁（
６）はと＼では使用していない。なお室外制御器Ｑ８の
全膨張弁開度演算手段（財）では、温度センサ（１３，
圧力センサＩの出力データから求められた過熱度から全
体の膨張弁開度Ｇｏを演算し、そのデータを出力するの
みで、弁開度制御信号は出力しない。

（１）は、各室内制御器（１７ａ）（１７ｂ）から信号
伝送線（７）を介して送出される各室内ユニットのオン
、オフデータＲｍ、　　差温データＥｍ、及び室外制御
器αｅに予め記憶されている各室内ユニットの容量デー
タＱ、ｍから、運転中の各室内ユニットにおける差温と
容量の積の、運転中の全室内ユニットに対する按分比率
Ａｍを演算する手段、＠は膨張弁開度演算手段Ｔ２１か
らの全膨張弁開度データＧｏに、比率演算手段（至）の
出力データＡｍを乗じて各室内二ニットに対する膨張弁
開度Ｇｍを演算する手段、＠は、この手段（５）により
演算された各室内ユニットの膨張弁開度データＧｍを各
室内ユニット制御器（１７ａ）（１７ｂ）に送出する手
段、　　（２９ａ）（２９ｂ）は、各室内制御器（１７
ａ）（１７ｂ）において、室外制御器四から送出された
室内ユニット膨張弁開度データＧｍに応じ、それぞれの
電気式膨張弁（２５ａ）（２ｓｂ）を制御する手段であ
る。

第５図は、第４図における室外制御器αＧ、室内制御器
（１７ａ）（１７ｂ）のノ葛−ドウェア構成を示すブロ
ック線図で、（至）はマイクロプロセッサなどの中央処
理器（以下ＣＰＵという）、Ｃ３１］は変調・復調回路
などからなり、　　ＣＰＵ（至）からの出力データを信
号伝送線路（至）へ送受する通信インターフェース、（
至）はインバータｔ１９．二方弁（９ａＸ９ｂ）などと
デジタル信号の送受を行なう、ホトカプラ、ドライノぐ
、レシーバ回路などからなるデジタル入出力インターフ
ェース、（３１は温度センサａ３．圧カセンサ（１４，
室温センサ（１８ａＸ１８ｂ）及び室温設定器（１９ａ
）、（１９ｂ）などのアナログ信号をデジタル信号に変
換し、電気式膨張弁（ｚｓａＸｚｓｂ）へのアナログ制
御信号をデジタル信号から変換するアナログ入出力イン
ターフェース、（ロ）は上記各手段ｃｌ！υ〜（２４ｂ
）　Ｉ　Ｈ〜（２９ｂ）　を実行するためのプログラム
、各室内ユニット容量等のデータを記憶するメモリであ
る。

次にその動作について暖房運転時を例に説明する。従来
例と同様に、圧縮機（３）を出た高温高圧の冷媒蒸気が
配管ａυ、二方弁（ｓａ）（９ｂ）を介して各室内熱交
換器（８ａＸ８ｂ）にいた９、被空調室を暖房して冷媒
液となる。そして各電気式膨張弁（２５ａ）（２５ｂで
断熱膨張し、それらの弁開度に応じた流量の冷媒蒸気が
合流して室外ユニット（υに戻る。このサイクルが繰り
返されて暖房運転が行なわれる。

次にその制御動作を説明する。室外制御器αＧでは、全
膨張弁開度演算手段ΦＤで温度センサα３と圧力センサ
（至）からの出力データから過熱度を求め。

その値が所定の範囲１例えば１〜３ｄθｇになるように
全体の、各電気式膨張弁（２５ａ）（２５ｂ）の弁開度
を合計した膨張弁開度Ｇｏを演算する。次に室内制御器
（１７ａ）（１７ｂ）から信号伝送線（イ）をへての、
各室内ユニット（２ａＸ２ｂ）の運転状態を表わすオン
。

オフデーぞ及び室温と設定室温との差温データを室外制
御器槽の通信インターフェースｔ３ｆ）　（第５１ｍに
より入力し、按分比率演算手段（１）で次の演算を行な
う。

即ち、こ＼で室内ユニットの数・を８台とし、各室内ユ
ニットの室温ｆ：Ｔ１〜Ｔｎ、設定室温を８１〜Ｓｎ、
その差温をｉｌ　〜］ｌ１ｉｎ（ｗ＝　１ｓ−Ｔｌ　）
、容量ヲＱ、１〜ｃｔｎ、各室内ユニットのオン、オフ
データｉｔ（運転中でオンの時は１．停止中でオフの時
は０）この（１）式による演算が按分比率演算手段（ハ
）で行なわれる。次に各室内ユニット膨張弁開度演算手
段＠において０手段ｅ１１からの全膨張弁開度データＧ
。

に手段（至）からの各室内ユニットの按分比率Ａｍを乗
じ、各室内ユニットに対する膨張弁開度Ｇｍが算出され
る。即ち Ｒｍ　Ｘ　Ｉ！ｔｍ　Ｘ　Ｑｍ Ｇｍ　＝　ＡｍＸＧｏ　＝−Ｇｏ　　　　（２１ΣＲ１
Ｘ１ｉＸＱ１ １＝１ の演算が手段（ロ）において行なわれる。この各室内ユ
ニット膨張弁開度データＧｍが送出手段（至）によって
、対応する室内制御器（１７ａ）（１７ｂ）に送られ。

そこの膨張弁制御手段（２９ａＸ２９ｂ）にょっぞ電気
式膨張弁（２５ａ）（２５ｂ）がその開度Ｇｍに制御さ
れろ。

こ＼で二方弁（９ａＸｓｂ）は運転していない室内ユニ
ットの熱交換器に冷媒が流入および停滞するのを防止す
るために用いられ、電気式膨張弁（２５ａ）（２５ｂ）
の開度０即ち閉成で閉じられ、それ以外の特開かれるよ
う、これと連動して手段（２９ａＸ２９ｂ）によって制
御される。

なお、上記実施例では暖房運転時について説明したが、
冷房運転時においても全く同様の効果が得られる。また
上記実施例では、過熱度を温度と圧力とにより求め、圧
縮機の容量制御にインバータを用いたが、他の手段でこ
れらを代替してもよい。又、上記全膨張弁開度Ｇｏを、
過熱度データからのみ演算する例を示したが、この過熱
度データと上記圧縮機容量データとから全膨張弁開度を
求めるようにすれば、圧縮機容量変化に応じた。

さらに適格な膨張弁開度制御が行なわれる。

なお、膨張弁開度按分比率演算用の各室内ユニットから
の差温データを、各室内ユニットで検出される差温か所
定の一定値を超える時は、その一定値とすることによっ
てより制御の安定を図ることができる。

〔発明の効果〕

この発明は以上のように、各室内ユニット毎に電気式膨
張弁を設け、これら膨張弁開度の総和を過熱度により求
め、運転中の各室内ユニットの膨張弁開度は、その全膨
張弁開度を、室内ユニットの室温と設定室温の差温と容
量の積の、運転中全室内ユニットのそれらの総和に対す
る比率で按分して定めたため、各室内ユニットの負荷の
大小に応じた膨張弁開度で制御され、ハンチングのない
非常に安定性の高い制御が得られ、これによる省エネル
ギー効果、さらに全体の弁の個数が減少するなどの効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の多室空調システムの冷凍サイクル図、第
２図はその制御方式を示すブロック線図。 第３図はこの発明の一実施例の多室空調システムを示す
冷凍サイクル図、第４図はそれの制御方式を示すブロッ
ク線図、第５図は、第４図における室外制御器、室内制
御器のハードウェア構成を示すブロック線図である。 図において、（１）は室外ユニツ）　、　　（２ａＸ２
ｂ）は室内ユニット＋１３１は圧縮機、（４）は室外熱
交換器、　（８ａ）（８ｂ）は室内熱交換器、　　（９
ａＸ９ｂ）は二方弁、　Ｑ３は過熱度検出器、ａ！９は
圧縮機容量制御用インバータ。 αＧは室外制御器、　　（１７ａＸ１７ｂ）は室内制御
器、　　（１８ａ）（１８ｂ）は室温センサ、　　（１
９ａＸ１５１ｂ）は室温設定器。 ００は全膨張弁開度演算手段、■は圧縮機容量制御デー
タ演算手段、　　（２３ａ）（２３ｂ）は差温演算手段
。 （２５ａ）（２５ｂ）は電気式膨張弁、（ハ）は按分比
率演算手段、額は室内ユニット膨張弁開度演算手段、（
至）は膨張弁開度データ送出手段＋　　（２９ａ）（２
９ｂ）は膨張弁制御手段である。 図中同一符号は同−或は相当部分を示す。 代理人　大　岩　増　雄（ほか２名） 第３図 第４図 第５図 手続補正書（自発） １、　事件の表示　　　特願昭　　５９−１４７２０１
号２、　発明の名称　　　多室空調システムの制御方式
３、　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
名　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者片山仁八
部 ４、代理人 す六どｈ ５、　補正の対象 図面第２図 、　補正の内容 別紙の通り。 以上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）可変容量形圧縮機、室外熱交換器、過熱度検出器
   及びマイクロコンピュータ等の室外制御器を備えた１台
   の室外ユニットと、室内熱交換器、二方弁、室温センサ
   、室温設定器及びマイクロコンピュータ等の室内制御器
   をそれぞれ備えた複数台の室内ユニットからなり、上記
   室外制御器は、上記過熱度検出器からのデータに応じ全
   膨張弁開度データを演算する手段と、上記全室内ユニッ
   ト制御器からの室内ユニットオンオフデータ、各室温と
   設定室温の差温データから上記圧縮機容量制御データを
   演算し圧縮機容量制御信号を出力する手段を、上記各室
   内制御器は、上記室温センサと室温設定器からの温度デ
   ータから室温と設定室温との差温を演算する手段をそれ
   ぞれ有するようなされた多室空調システムの制御方式に
   おいて、上記各室内ユニット熱交換器の暖房時高圧、冷
   房時低圧となる側に上記二方弁を、それと反対側に電気
   式膨張弁をそれぞれ設け、上記室外制御器に、各室内制
   御器からの室内ユニットオンオフデータ、室温と設定室
   温の差温データ及び室内ユニット容量データから、運転
   中の各室内ユニットにおける差温と容量の積の、運転中
   の全室内ユニットに対する按分比率を演算する手段、こ
   の手段により演算された按分比率を上記過熱度検出器か
   らのデータから演算された全膨張弁開度に乗じ、各室内
   ユニットに対する膨張弁開度を演算する手段、及びこの
   手段により演算された各室内ユニットの膨張弁開度デー
   タを上記各室内ユニット制御器に送出する手段を、上記
   各室内ユニット制御器に、上記室外ユニット制御器から
   送出された室内ユニット膨張弁開度データに応じそれぞ
   れの電気式膨張弁を制御する手段をそれぞれ設けたこと
   を特徴とする多室空調システムの制御方式。
2. （２）上記室外制御器における全膨張弁開度を演算する
   手段は、上記過熱度検出器からのデータと上記圧縮機容
   量制御データとから全膨張弁開度を演算する手段とした
   特許請求の範囲第１項記載の多室空調システムの制御方
   式。
3. （３）上記各室内制御器で算出される室温と設定室温と
   の差温が、所定の一定値を超える時は、その一定値を差
   温データとする特許請求の範囲第１項記載の多室空調シ
   ステムの制御方式。