JPS62129660A - 冷凍装置における冷媒制御方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は冷凍装置における冷媒制御方法に関するもの
である。

（従来の技術） １台の室外ユニット、に複数台の室内ユニットを接続し
て成る冷凍装置は、例えば特開昭６０−８２７６３号公
報に記載されているよう・に公知である。この冷凍装置
について第５図に基づいて説明すると、図において５１
は圧縮機を示しているが、この圧縮機５１の吐出配管５
２と吸込配管５３とは四路切換弁５４に接続されている
。この四路切換弁５４には第１ガス管５５を介して室外
熱交換器５６が接続されており、この室外熱交換器５６
には液管５７が接続されている。液管５７はその途中で
２つに分岐しており、各分岐液管５８．５９はそれぞれ
室内熱交換器６０．６１に接続されている。

なお各分岐液管５８．５９にはそれぞれ電動膨張弁６２
．６３が介設されている。一方上記四路切換弁５４には
さらに第２ガス管６４が接続されているが、この第２ガ
ス管６４も途中で２つに分岐し、各分岐ガス管６５．６
６が上記各室内熱交換器６０．６１に接続されている。

そして上記圧縮機５１、四路切換弁５４、室外熱交換器
５６、電動膨張弁６２．６３等によって室外ユニット６
７が構成され、一方上記室内熱交換器６０．６１等によ
って各室内ユニット６８．６９が構成されている。

またこの場合、上記液管５７の室外熱交換器５６の近傍
の位置、上記第２ガス管６４の非分岐位置及び圧縮機５
１の吸込配管５３にはそれぞれ温度センサ７０．７１．
７２が取着されている。すなわち上記冷凍装置において
は、冷房運転時には温度センサ７１によって室内ユニッ
ト６８．６９側での蒸発冷媒の過熱度を検出し、一方暖
房運転時には温度センサ７０．７２によって室外ユニッ
ト６７側での蒸発冷媒の過熱度を検出し、これら検出過
熱度が設定値になるように電動膨張弁６２．６３の作動
を制御するのである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで上記のような冷凍装置においては、その冷房運
転時に次のような欠点が生じる。それは上記装置におい
ては、各室内ユニット６８．６９における配管長の相違
、高低差の相違が存する結果、各室内ユニット６８．６
９に対する冷媒の偏流が生ずることになる訳であるが、
冷媒合流後に過熱度を検出したのでは上記偏流の発生を
防止できず、室内ユニット６８．６９間に冷房能力差が
生じ、正確な制御ができないということである。

また上記装置においては高圧液冷媒にフラッシュが生じ
、いずれかの室内ユニット６８．６９において過熱度が
過大になったような場合にも、対処不可能であるという
欠点もある。

この発明は上記した従来の欠点を解決するためになされ
たものであって、その目的は、上記のような冷凍装置に
おいて、各室内ユニットに対する冷媒の偏流を防止でき
、しかも高圧液冷媒のフラッシュの発生を防止すること
のできる冷媒制御方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明の冷凍装置における冷媒制御方法におい
ては、圧縮機１、室外熱交換器６、室外膨張弁１２等に
よって構成される室外ユニット１８に、室内熱交換器１
０、室内膨張弁１３等によって構成される室内ユニット
１９の複数組１９．２０を接続して成る冷凍装置の室内
冷却時の冷媒制御方法であって、上記室内ユニット１９
．２０毎に室内熱交換器１０．１１での蒸発冷媒の過熱
度を検出し、この検出された過熱度を基準過熱度と比較
し、検出過熱度が小の場合には閉弁方向に、また検出過
熱度が大の場合には開弁方向にそれぞれ室内膨張弁１３
．１４を駆動すべく制御する。

また一方、該制御中にいずれかの室内膨張弁１３が所定
開度以上の開度になっても該室内ユニット１９における
過熱度が設定過熱度よりも小さくならないときに室外膨
張弁１２を閉弁方向に駆動するようにしである。

（作用） 上記のように過熱度の制御を行なうべく室内膨張弁１３
を作動させても、過熱度が設定過熱度よりも小さくなら
ない場合には、つまり高圧液冷媒がフラッシュ状態とな
ったような場合には、室外膨張弁１２を閉弁方向に駆動
する。この結果、液冷媒の過冷却度が増して液シールさ
れ、上記フラッシュ状態は解消されることになる。また
液冷媒がフラッシュ状態でない場合の運転時には、各室
内ユニット１９．２０毎に過熱度が設定値になるように
制御されることになるので、室内ユニット１９．２０間
に配管長に相違があったり高低差に相違があっても、室
内ユニット１９．２０間での偏流は生じないことになる
。

（実施例） 次にこの発明の冷凍装置における冷媒制御方法の具体的
な実施例について説明する。

まず第２図に装置構成を示すが、図において１は圧縮機
を示しており、この圧縮機１の吐出配管２と吸込配管３
とは四路切換弁４に接続されている。この四路切換弁４
には第１ガス管５を介して室外熱交換器６が接続されて
おり、この室外熱交換器６には液管７が接続されている
。液管７はその途中で複数に分岐しており、各分岐液管
８．９はそれぞれ室内熱交換器１０．１１に接続されて
いる。なお上記非分岐液管７には室外熱交換器６に近接
した位置に室外用電動膨張弁１２が介設されており、ま
た上記各分岐液管８．９においては、室内熱交換器１０
．１１に近接した位置に室内用電動膨張弁１３．１４が
それぞれ介設されている。

一方上記四路切換弁４にばさらに第２ガス管１５が接続
されているが、この第２ガス管１５も途中で複数に分岐
し、各分岐ガス管１６．１７が上記室内熱交換器１０，
１１に接続されている。そして上記圧縮１ａＬ四路切換
弁４、室外熱交換器６、室外用電動膨張弁１２等によっ
て室外ユニット１８が、また各室内熱交換器１０．１１
と室内膨張弁１３．１４とによって複数台の室内ユニッ
ト１９．２０が構成されている。

また各室内ユニット１９．２０においては（便宜上、１
台についてのみ図示する）、室内膨張弁１３と室内熱交
換器１０との間の分岐液管８には第１温度センサＴｈｌ
が、また分岐ガス管１６には第２温度センサＴｈ２がそ
れぞれ取着されており、さらに室内熱交換器１０の入口
空気温度を検出するための第５温度センサＴｈ５と、室
内熱交換器１０の出口空気温度を検出するための第６温
度センサＴｈ６とがそれぞれ配設されている。一方上記
室外ユニッ１−１８側においては、室外熱交換器６と室
外用電動膨張弁１２との間の液管７に第３温度センサＴ
ｈ３が、また圧縮機１の吸込配管３に第４温度センサＴ
ｈ４がそれぞれ取着されている。そして上記において検
出された各温度は、温度差検出回路２１へと入力される
と共に、この回路２１にて温度差又は過熱度に換算され
、これに基づく制御回路２２からの出力で、膨張弁駆動
回路２３を介して上記室外用電動膨張弁１２や室内用電
動膨張弁１３．１４を駆動し得るようなされている。

なお上記室内熱交換器１０．１１は、冷房運転時には蒸
発器に、また暖房運転時には凝縮器にそれぞれなるもの
であり、一方室外熱交換器６は冷房運転時には凝縮器に
、また暖房運転時には蒸発器になるものである。

次に冷凍装置の冷房運転時の冷媒制御方法の一例につい
て第１図に基づいて説明する。まず冷暖選択スイッチに
よって、ステップＳ１において冷房が選択されると、ス
テップＳ２で冷房モードが設定されると共に、圧縮機１
の運転指令が行なわれる（ステップＳ３）。そしてステ
ップＳ４において圧縮機１が運転中である場合には、ス
テップＳ５において該室内ユニット１９におけるルーム
サーモがＯＮであるか否かを判断し、ＯＦＦである場合
にはステップＳ６において室内膨張弁１３を全閉状態と
する。

またルームサーモがＯＮである場合には、次のステップ
Ｓ７へと進む訳であるが、上記ステップＳ５におけるル
ームサーモの作動に関する判断及びそれ以後の各ステッ
プは、全ての室内ユニｙ　ｌ・１９．２０においてそれ
ぞれ同様に行なわれるものである。

なおここでは便宜上、１台の室内ユニット１９の制御に
関してのみ図示と説明とを行ない、他の室内ユニット２
０に関する図示及び説明を省略する。

そしてステップＳ７においては、室内膨張弁１３を所定
の開度になるまで開弁し、この状態で所定時間だけ保持
しくステップＳ８）、次いでステップＳ９において室内
熱交換器１０の出口での蒸発冷媒の過熱度を読み出す。

この過熱度は、室内熱交換器１０での入口と出口との冷
媒の温度差（Ｔｈｌ　−Ｔｈ２）を求めることによって
検出する。次いでステップＳ１０において、検出された
過熱度を設定過熱度（図の場合には５℃に設定）と比較
し、検出過熱度が設定過熱度よりも小さい場合には、ス
テ・７プＳｌｌにおいて室内膨張弁１３を所定ステップ
だけ閉弁し、次いでステップＳ８に戻って上記作動を繰
返す。一方ステップＳ１０において検出過熱度が設定過
熱度以上である場合には、ステップＳ１２において室内
膨張弁１３を所定ステップだけ開弁する。そして次のス
テップＳ１３で室内膨張弁１３が全開であるか否かを判
断し、全開となっていない場合はステップＳ８に戻って
上記作動を繰返す。一方ステップ３１．３において室内
膨張弁１３が全開である場合、つまり室内膨張弁１３が
全開であるにもかかわらず過熱度が大である状態の場合
には、次のステップＳ１４にて室外膨張弁１２を所定ス
テップだけ閉弁する。そして次のステップＳ１５にて室
外膨張弁１２の開度に関しての判断を行ない、室外膨張
弁１２の開度がまだ大きい場合（例えば全開開度の１／
２以上）にはステップＳ８へと戻って上記作動を繰返す
。また室外膨張弁１２の開度が小さくなった場合（例え
ば全開開度の１／２より小）には、これほど絞っても過
熱度が増加しないのは、冷媒量の不足等の異常が生じた
ものと判断し、次のステップ５１６にて圧縮機１の作動
を停止するような制御を行なう。

上記した制御によれば、室内膨張弁１３を全開にしても
過熱度が設定過熱度よりも小さくならないような状態、
つまり室内膨張弁１３の入口における高圧液冷媒にフラ
ッシュが生じたような状態では、室外膨張弁１２を閉弁
方向に作動させ、液冷媒の過冷却度を増加するようにし
であるので、充分な液シールが得られることとなり、上
記フラッシュ状態を解消し得ることとなる。また通常の
運転状態においては、各室内ユニット１９．２０毎に、
過熱度が設定過熱度に近づくように制御されることにな
るので、室内ユニット１９．２０間の配管長に相違があ
ったり、高低圧差に相違があっても、室内ユニット１９
．２０間に偏流が生ずるのを防止し得ることになる。

次に上記冷凍装置の暖房運転時の冷媒制御方法の一例に
ついて、第３図に基づいて説明する。まず冷暖選択スイ
ッチによって、ステップｓ１において暖房が選択される
と、ステップｓ２で暖房モードが設定されると共に、圧
縮機１の運転指令が行われる（ステップＳ３）。そして
ステップｓ４において、圧縮機１が運転中である場合に
は、次のステップＳ５において、この運転がデフロスト
運転であるが否かの判断を行なう。デフロスト運転であ
る場合には、ステップＳ６において室外膨張弁１２を全
開にすると共に、ステップｓ７において室内膨張弁１３
．１４の開度制御を行なう。一方デフロスト運転でない
場合には、ステップｓ８において室外膨張弁１２の開度
制御を行なう。これは上記第３温度センサＴｈ３と第４
温度センサＴｈ４との温度差（過熟度）が設定過熱度に
なるように上記室外膨張弁１２の作動を制御するもので
ある。またデフロスト運転でない場合には、ステップｓ
９において、ルームサーモがＯＮであるか否かの判断を
行なう。なおこのステップｓ９における判断及びそれ以
後の各ステップは、全ての室内ユニット１９．２ｏにつ
いてそれぞれ同様に行われるものであるが、ここでは便
宜上、１台の室内ユニット１９の制御に関してのみ図示
と説明とを行い、他の室内ユニット２０に関する図示及
び説明を省略する。そしてステップＳ９においてルーム
サーモがＯＮである場合には、ステップＳ１０にて室内
膨張弁１３を所定の開度になるまで開弁し、この状態で
所定時間だけ保持しくステップ５１．１　）　、次いで
ステップｓ１２において、室内熱交換器１０の出入口に
おける空気温度の差（Ｔｈ６−Ｔｈ５　”）を読み出す
。なおこの空気温度差の代わりに、室内熱交換器１ｏの
出入口での冷媒温度差（Ｔｈ２−Ｔｈｌ　）を読み出し
てもよい。

そして上記における温度差が設定温度差よりも大である
か否かの判断を次のステップ５１３にて行なう。温度差
が設定温度差よりも大きい場合には、ステップ５１４の
ようにその開度を保持すると共に、ステップＳｌｌへと
戻って上記の作動を繰り返す。

一方上記温度差が設定温度差以下である場合には、ステ
ップＳ１５において、室内膨張弁１３を所定ステップだ
け開弁方向に駆動し、次いでステップｓ１６にてこの室
内膨張弁１３が全開が否かを判断し、全開でない場合に
はステップＳｌｌへと戻って上記の作動を繰り返す。一
方全開である場合には、何等かの異常が生じたものと判
断して、ステップｓ１７のように圧縮機１の作動を停止
するのである。

一方上記ステップＳ９において、ルームサーモがＯＦＦ
である場合には、ステップ３１８において、室内膨張弁
１３を所定開度（ステップ５１０よりも小さい開度）ま
で絞り、この状態で所定時間だけ保持する（ステップ５
１９）。次いでステップＳ２０にて室内熱交換器１０の
出入口での冷媒の温度差（Ｔｈ２−−Ｔｈｌ　）を読み
出す。なお冷媒の温度差の代わりに、室内熱交換器１ｏ
の出入口における空気温度の差（Ｔｈｅ−Ｔｈ５　）を
読み出してもよい。そしてステップＳ２１にてこの温度
差が設定温度差範囲（例えば２℃〜５℃の範囲）である
のか否かの判断をする。この結果、温度差が設定範囲内
であれば、ステップＳ２２のようにその時の開度を維持
したままで上記ステップ５１９へと戻る。また温度差が
設定温度差範囲よりも小さい場合には、室内膨張弁１３
を所定ステップだけ開弁しくステップ５２３）、−力設
定温度差よりも大きい場合には、室内膨張弁１３を所定
ステップだけ閉弁しくステップＳ２４　）　、いずれも
上記ステップＳ１９へと戻って上記の作動を繰り返すの
である。

以上のように上記暖房時の制御方法においては、室外熱
交換器６側での蒸発冷媒の過熱度を室外膨張弁１２で制
御しつつ、さらに各室内膨張弁１３．１４にて、各室内
熱交換器１０．１１の出入口での冷媒の温度差及び／又
は空気温度差（過冷却度）が一定値以上になるように制
御しているので、各室内ユニット１９．２０間の配管長
に相違があったり、高低差に相違があるような場合でも
、室内熱交換器１０．１１間に偏流が生じるのを防止し
得ることになる。また暖房運転の停止時においては、各
室内熱交換器１０．１１の出入口での冷媒の温度差又は
空気温度差が一定値になるよう制御しているので、室内
膨張弁１３．１４の絞り過ぎに伴う液溜り量の増加及び
絞り不足による室温の上昇を防止することが可能である
。

第４図には暖房運転時の冷媒制御方法の変更例を示す。

これはいずれか１台の室内膨張弁１３を全開にした状態
での制御方法であって、ステップ８１〜ステツプＳ９ま
での制御及びルームサーモがＯＦＦである場合のステッ
プ８１〜ステツプＳ２４までの制御は、第３図と同様で
あるためその説明を省略する。この場合ステップＳ１０
においては、室内膨張弁１３が全開になっている訳であ
るが、ステップＳｌｌにおいてはこの状態で所定時間だ
け保持する。そして、ステップＳ１２において、室内熱
交換器１０の出入口における空気温度の差（Ｔｈ６−Ｔ
ｈ５　）を読み出す。なおこの空気温度差の代わりに、
室内熱交換器１０の出入口での冷媒温度差（Ｔｈ２−Ｔ
ｈｌ　）を読み出してもよい。そして上記における温度
差が設定温度差よりも大であるか否かの判断を次のステ
ップＳ１３にて行なう。そして温度差が設定温度差より
も大きい場合には、ステップ５１４のようにその開度を
保持すると共に、ステップＳｌｌへと戻って上記の作動
を繰り返す。一方上記温度差が設定温度差以下である場
合には、ステップＳ２５において、他に運転中の室内ユ
ニット２０があるかどうかの判断をする。運転中の他の
室内ユニット２０がある場合には、ステップ３２６にて
、この運転中の室内ユニット２０の上記と同様な室内熱
交換器１１例の温度差を読み出し、次いでこの温度差が
設定温度差（例えば１０℃）以上であるのかどうかを、
ステップＳ２７にて判断する。

そしてこの温度差が設定値以上である場合には、ステッ
プ５２８のように、ある温度差（例えば５℃）以上の温
度差のある室内ユニッ）２０の室内膨張弁１４を所定量
だけ絞り、次いで上記ステップ３１１へと戻って上記の
作動を繰り返す。またステップ３２５において、運転中
の他の室内ユニツトのない場合、及びステップＳ２７に
おいて設定温度差よりも大きな温度差を有する室内ユニ
ットのない場合には、何等かの異常が生じたものとして
、ステップＳ２９に移って圧縮機１の作動を停止する。

以上のように、この制御方法においては、暖房能力に余
裕のある室内ユニット２０の室内膨張弁１４を絞って冷
媒流量を制限すると共に、この余剰流量を暖房能力に余
裕のない室内ユニット１９に供給するようにしである訳
であるが、このような制御を行なうことによっても、室
内ユニット１９．２０間での冷媒の偏流及び能力差の発
生を防止することが可能である。なお、上記第３図のス
テップ３１６において室内膨張弁１４が全開になった後
、上記第４図のステップＳｌｌ以降の制御を行なうこと
ももちろん可能であり、このようにすれば上記偏流の発
生をより一層有効に防止することが可能となる。

（発明の効果） この発明の冷凍装置の冷媒制御方法においては、上記の
ように、いずれかの室内熱交換器側での過熱度の制御を
行なうべく室内膨張弁を開弁しても過熱度が設定過熱度
よりも小さくならない場合、つまり室内膨張弁の入口で
の高圧液冷媒がフラッシュ状態となっているような場合
には、室外膨張弁を閉弁方向に駆動し、液冷媒の過冷却
度を増加して液シールするようにしであるので、室内ユ
ニット間に配管長等の差異が存する場合にでも、全ての
室内ユニットについてフラッシュの発生を防止し得るこ
とになる。また各室内ユニットにおいては、各室内熱交
換器毎に過熱度が設定値になるように制御されるので、
室内ユニット間に配管長等の相違があっても、室内ユニ
ット間での偏流を防止し得ることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の冷凍装置における冷媒制御方法の一
例を示すフローチャート図、第２図は上記方法を実施す
るための装置構成の一例の説明図、第３図は制御方法の
他の例を示すフローチャート図、第４図は制御方法のさ
らに他の例を示すフローチャート図、第５図は従来例の
装置構成の説明図である。 １・・・圧縮機、６・・・室外熱交換器、１ｏ、１１・
・・室内熱交換器、１２・・・室外膨張弁、１３．１４
・・・室内膨張弁、１８・・・室外ユニット、１９．２
ｏ・・・室内ユニット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、圧縮機（１）、室外熱交換器（６）、室外膨張弁（
   １２）等によって構成される室外ユニット（１８）に、
   室内熱交換器（１０）、室内膨張弁（１３）等によって
   構成される室内ユニット（１９）の複数組（１９）（２
   ０）を接続して成る冷凍装置の室内冷却時の冷媒制御方
   法であって、上記室内ユニット（１９）（２０）毎に室
   内熱交換器（１０）（１１）での蒸発冷媒の過熱度を検
   出し、この検出された過熱度を基準過熱度と比較し、検
   出過熱度が小の場合には閉弁方向に、また検出過熱度が
   大の場合には開弁方向にそれぞれ室内膨張弁（１３）（
   １４）を駆動すべく制御する一方、該制御中にいずれか
   の室内膨張弁（１３）が所定開度以上の開度になっても
   該室内ユニット（１９）における過熱度が設定過熱度よ
   りも小さくならないときに室外膨張弁（１２）を閉弁方
   向に駆動することを特徴とする冷凍装置における冷媒制
   御方法。