JPS62258943A - 空気調和機 - 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） この発明は空気調和機に関するものであって、特に圧縮
能力可変な圧縮機を有する室外ユニットに複数台の室内
ユニットを接続することにより冷媒サイクルを構成した
空気調和機に関するものである。

（従来の技術） 上記のような構成の空気調和機、例えばインバータマル
チエアコンは、特開昭５９−１３８４１号にも記載され
ているように公知である。この種の空気調和機において
は、運転される室内ユニットの台数が変化した場合には
、空調負荷が大きく変化するために、圧縮機の圧縮能力
、すなわちインバータ周波数を制御する必要がある。上
記した従来装置においては、上記圧縮能力の制御は以下
のようにして行われている。それは、各室内ユニット毎
に、室温と設定温度との温度差から制ｔａｒｔ要求周波
数を求めると共に、そのうらの最大の要求制御周波数を
要求基準周波数とし、室内ユニットの運転台数に応じて
上記要求基準周波数を調整し、これをインバータに出力
するようになっている。ずなわち運転台数が多い場合に
は（例えば３台）、上記要求基準周波数をインバータ周
波数とし、また運転台数が少ない場合には（例えば１台
）、上記要求基準周波数よりも少ない周波数をインバー
タ周波数とするのである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで上記のようなインバータ周波数の制御部　　　
　　　を行なう場合工は、次。ような欠点が生じる。や
れは上記インバータ周波数を定める基準値の１つとして
室内ユニットの運転台数を使用しているために、室内ユ
ニットの負荷容量値（定格能力）に応じたインバータ周
波数の制御が行えないということである。つまり、従来
装置においては、圧縮機は、室内ユニットの負荷容量値
の大小に拘わらず、運転台数に応じた一定の周波数で運
転される訳であり、そのため室内ユニットの負荷容量値
が大である場合には空調能力の不足を、また室内ユニッ
トの負荷容量値が小である場合には空調能力が過剰にな
るということである。

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、室内側での状況に応じて
精度のよい圧縮機の能力制御が行え、そのため使用者の
快適感を向上することのできる空気調和機を提供するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明においては、圧縮能力可変な圧縮機１を
有する室外ユニットＸに複数台の室内ユニットＡ・・を
接続することにより冷媒サイクルを構成した空気調和機
において、第１図に示すように、運転要求のある室内ユ
ニットＡ・・の合計負荷容量値を把握するための負荷容
量把握手段３３と、上記運転要求のある室内ユニッ）Ａ
・・の空調負荷を検出する空調負荷検出手段３２と、上
記合計負荷容量と上記空調負荷との関連において上記圧
縮ｆｉｔの圧縮能力を記憶する圧縮能力記１０手段３８
と、上記把握された合計負荷容量と上記□検出された空
調負荷とに基づいて圧縮機１の圧縮能力を選択すると共
に圧縮ｉｌｌが上記能力になるように運転制御をするた
めの圧縮機制御手段３７とを設けである。

（作用） 上記のように室内ユニットＡ・・での空調負荷、例えば
室温と設定温度との温度差ΔＴと、室内ユニットＡ・・
１の合計□負荷容量値ΣＳとに基づいて圧縮機１の圧縮
能力を設定するようにしであるため、室内ユニットＡ・
・側のより詳しいデータに基づいて圧縮機ｌの能力制御
が行えることになり二この結果、過不足のない精度のよ
い能力制御が行えることになる。

（実施例） 次にこの発明の空気調和機の具体的な実施例について、
図面を参照しつつ詳細に説明する。

ま□ず第２図には、４台′の室内ユニットを備えたマル
チ型式の空気調和機の冷媒配管系統を示すが、図におい
て、Ｘは室外ユニット、ＡＳＢ、Ｃ，Ｄはそれぞれ第１
〜第４室内ユ□ニツトを示している。

上詰室外ユニットＸは、インバータ１ａに□より（２）
力制御される圧縮機１と、冷房運転時には図中実線のよ
うに、また暖房運車時に□は図中破線のようにそれぞれ
切換る四路切換弁２と、送風ファン３ａを有する室外熱
交換器３と、冷房運転時に全開となり、暖房運転時に冷
媒の過熱度制御を行なう第１電動弁４と、受液器５と、
上記各室内ユニッ）Ａ・・Ｄに対応して設けられると共
に、冷房運転時に冷媒の過熱度制御を行い、暖房運転時
に冷媒の過冷却度制御を行う合計４台の第２電動弁６〜
９と、アキュームレーク１０とをそれぞれ有しており、
各機器１〜１０はそれぞれ冷媒配管１１・・にて冷媒の
流通・が回部となるように接続されている。また上記各
室内ユニフ）Ａ−Ｄは、それぞれ室内熱交換器１５と、
暖房運転時に補助熱源となる電気ヒータ１６とを有して
いる。

そして上記４台の室内ユニットＡ、−Ｄは、上記１台の
室外ユニットＸに対して、冷媒配管１８・・・・により
互いに接続され、冷媒循環回路１９が形成されている。

すなわち冷房運転時には、冷媒を図中実線矢印で示すよ
うに循環させることにより、各室内熱交換器１５で室内
から吸収した熱を室外熱交換器３から外気に放出するこ
とを繰返して各室内を冷房する一方、暖房運転時には、
冷媒を図中破線矢印で示すように循環させることにより
、熱の援受を上記とは逆にすると共に、電気ヒータ１６
の作動時にはその放散熱と共に各室内を暖房し得るよう
なされているのである。なお図中、２０はキャピラリー
チューブであって、このチューブ２０により受液器５内
の冷媒をアキュムレータ１０に戻すことにより、キャピ
ラリ−チューブ２０出口にて冷凍サイクル中の蒸発温度
を検出するようになっている。また２２は冷媒の吐出圧
力を検出する高圧スイッチ、２３は液閉鎖弁、２４はガ
ス閉鎖弁である。

次に上記空気調和機の運転制御回路を第３図に基づいて
説明する０図のように、室外ユニットＸは、室外制御装
置２５を有しており、この室外制御装置２５にインバー
タ１ａが接続され、インバータ１ａは圧縮機１の駆動モ
ータ２６に接続されている。−刃室内ユニフ）Ａ−Ｄは
、それぞれ室内制御装置２７（図示は１台の室内ユニツ
ｌ−Ａについてのみ行なう、以下同じ）を有しているが
、この室内制御装置２７には、リモコン２８、室内サー
モ２９がそれぞれ接続されている。上記リモコン２８は
、該室内ユニットＡ−Ｄの運転を行なうための運転スイ
ッチと、希望温度を設定するための温度設定部とを有す
るものである。そして各室内制御装置２７・・２７と室
外制御装置２５とは信号線３０にて接続されており、上
記室内制御装置２７からは、室外制御装置２５に対して
、次の３つの信号、すなわち■室内ユニットのＯＮ要求
信号、■室内サーモ２９による室温と設定温度との差に
対応したΔＴ倍信号■機種コード信号とがそれぞれ出力
される。すなわち、暖房運転時を例に説明すれば、上記
室内制御装置２７においては第４図のように、運転スイ
ッチがＯＮであることを前提に（ステップＳ１）、ΔＴ
＝検出温度一般定温度を算出しくステップＳ２）、ΔＴ
≦Ｏであることを確認すると共に（ステップＳ３）、こ
れをステップＳ４にてΔＴ倍信号変更し、このΔＴ倍信
号機種コード信号とを室外制御装置２５に送信するので
ある。

一方室外制御装Ｗ２５においては、ΔＴ値検出回路３６
にて上記ΔＴ倍信号基づいて、以下の（１１〜（７）の
ようにしてΔＴ値を求める。

（ｌ）０≦ΔＴ信号・・・・・・ΔＴ値−０（２）　−
０，５≦Ａ　Ｔ信号＜Ｑ−−、、ΔＴ値＝−０，５（３
）−１，０≦ΔＴ信号＜−０，５−−ΔＴ値−−１．０
（４）−１，５≦ＡＴ信号＜−１，０−−ΔＴ値−−１
．５（５）−２，Ｑ　≦ΔＴ信号＜−１，５−−ΔＴ値
−−２．０（６）−２，５≦Ａ　Ｔ信号＜−２，０−−
ΔＴ値−−２．５（η　　　　ΔＴ倍信号−２，５・・
ΔＴ値−−３．０そして上記室外制御装置２５において
は総温度差検出回路３１にて各室内ユニットＡ−Ｄでの
ΔＴ値の総和ΣΔ、Ｔを求めると共に、さらに空調負荷
検出手段としての最大温度差検出回路３２にて上記各Δ
Ｔ値の絶対値のうちの最大のものを求める。

また室外制御装置２５においては、各室内制御装置２７
・・２７から出力される機種コード信号に基づき、負荷
容量把握手段３３にて、運転要求のある（サーモ停止中
のものも含めて）全ての室内ユニットＡ−Ｄの負荷容量
ΣＳを把握するようなされているが、それは以下のよう
な手順にょうて行なわれている。まず室内制御装置２７
・・２７から出力される機種コード信号は、各室内熱交
換器１５側の容量に対応して定められたものであって、
例えば２２４０ｋｃａｌ／　ｈの容量に対してはｒｏ。

Ｏ」のコードが、２８００ｋｃａｌ／　ｈにはｒｏｌｌ
　Ｊが、３５５０ｋｃａｌ　／　ｈにはｒｏｌｏ　Ｊが
、また４５００ｋｃａｌ／　ｈにはｒｏｌｌ　Ｊという
ようにそれぞれ定められており、これらコードが各室内
ユニットＡ−Ｄ毎に記憶されている。また室外制御装置
２５においては、記憶部３４に、上記機種コードに対応
した負荷容量値Ｓが記憶されている。この負荷容量値Ｓ
は、容量２２４０ｋｃａｌ／　ｈ　（機種コードｒ００
０　Ｊ　）を基準値ｒｌＪとし、２８００ｋｃａｌ／　
ｈ　　（機ｆｆｆｉコート”　ｒｏｏｆ」）をｒｌ、２
５Ｊに、３５５０ｋｃａｌ　／　ｈ　（機種コード［０
１０Ｊ　）をｒｌ、５　Ｊに、４５００ｋｃａｌ／　ｈ
　（機種コードｒ０１１　Ｊ　）を「２」としてそれぞ
れ設定したものであって、負荷容量把握回路３５におい
ては、運転要求のある室内ユニツ）Ａ−Ｄ毎に上記負荷
容量値Ｓを読出すと共に、これらの合計ΣＳを演算する
のである。なお上記室外制御装置２５からは、室内制御
装置２７に対して、室内ユニットＯＮ信号が出力され、
これにより室内ユニッ）Ａ−Ｄの運転状態が制御される
。

上記室外制御装置２５においては、上記のように運転要
求のある室内ユニットＡ−Ｄの合計負荷容量値ΣＳ、Σ
ΔＴ値、ΔＴ値の絶対値の最大がそれぞれ把握される訳
であるが、これらに基づいて圧縮機制御手段としての周
波数制御回路３７により圧縮Ｉｌｌの周波数が制御され
る。以下この制御方法について、暖房運転時を例にして
説明する。

まずインバータ１ａの初期設定周波数を設定するが、こ
の初期設定周波数とは、起動時、室内ユニットＡ−Ｄの
サーモ復帰時、室内ユニットＡ−Ｄの運転台数変更時、
デフロスト復帰時等においてインバータ１ａの制御目標
となる周波数のことである。

この初期設定周波数は、上記において把握した合計負荷
容量値ΣＳと、最大絶対値となるΔＴ値との関連におい
て、第１表のように定められるものである。なお第１表
に示す各初期設定周波数は、圧縮能力記憶手段としての
記憶部３８に記憶されている。

次に第５図に基づいてインバータ周波数の制御方法につ
いて説明すると、まず上記のようにΔＴ倍信号ΔＴ値に
変換しくステップ５１１）、ΣＳ及びΣΔＴを算出しく
ステップ５１２）、次いでΔＴ値のうち絶対値が最大の
ものを読出す（ステップ５１３）。なおステップ５１２
において算出するΣΔＴは、上限値を３．０、つまり３
．０以上は全て３．０とするようにしであるが、その理
由については後述する。次いでステップＳ１４にて圧縮
機ｌの運転が継続中であるか否かの判断をするが、起動
時及びデフロスト復帰時にばＮｏであるため、ステップ
Ｓ１５へと移り、上記記憶部３８に記憶された初期設定
周波数（第１表）から合計負荷容量ΣＳとΔ、Ｔ値とに
応じた最適周波数を選択すると共に、この周波数にてイ
ンバータｌａを駆動するような制御。

を行なう。そして次のステップ５１６へと移ってＰ・・
制御及び■制御を行なうと共に、ステップＳ１７にて上
記ΣＳ、ΣΔＴ及びその時の周波数の各値を前回値とし
、上記ステップＳｌｌへ戻って次回の制御、つまり上記
と同様な作動を繰返すのである。、なおこの場合、後述
するように起動後所定時間内（例えば３分程度）はＰ制
御及び■制御が行なわれな・いために、この間にインバ
ータ周波数は上記初期設定値に略達することになる。

そしてステップＳｔｔから始まる次回の制御においては
、ステップＳ１４がＹＥＳとなるために、ステップ５１
８へと移り、ΣＳが前回よりも増加したか否かの判断を
する。ＮＯの場合、つまりΣＳの増加がない場合には、
次のステップＳ１９において、ΣＳが前回と同一である
か否かの判断をし、ＹＥＳの場合には、ステップ５１６
へと移り、上記と同様にさらに次の制御を行なう。また
上記ステップＳ１９においてＮＯの場合、つまり室内ユ
ニットＡ−Ｄのサーモ停止や運転停止があったような場
合には、ステップ３１５に移り、そのときのΣＳ及びΔ
Ｔに基づいて再度、初期設定周波数（第１表）の設定を
行なって、上記と同様にステップ５１６以下を繰返す。

一方ステンプ５１ＢにてＹＥＳの場合、すなわち室内ユ
ニッ）Ａ−Ｄのサーモ復帰や運転開始等によってΣＳが
増加したような場合には、ステップ５２０・にて、上記
増加したΣＳ及びそのときのΔＴによって求められる基
準設定周波数（第１表）が、前回の制御時におけるイン
バータ周波数屋上であるか否かの判断をする。ＹＥＳの
場合には、ステップ３１５にてインバータ周波数を、上
記において求めた基準設定周波数に変更するような制御
Ｎ牽行ない、またＮＯの場合にはステップＳ２１にて前
回のインバータ周波数を維持するような制御を行ない、
次いでステップＳ１６へと移って以下同様な作動を繰返
す。

すなわち上記においては、ΣＳに関連して以下■〜■に
まとめるような制御を行なっているのである。

■ΣＳの変化がない状態では、初期設定周波数の変更は
せず、インバータ周波数の制御は主としてＰ制御及びｌ
制御による。

■ΣＳが減少した場合には、減少したΣＳに基づいて新
しい初期設定周波数を設定する。

■ΣＳが増加した場合には、増加したΣＳに基づいて新
しい初期設定周波数を設定するが、Ｐ制御及びｌ制御の
結果、インバータ周波数が既に新しい初期設定周波数を
超えているときには、そのときのインバータ周波数にて
運転を継続する。

上記のように合計負荷容量値ΣＳを基準の１つとしてイ
ンバータ１ａの初期設定周波数を設定するようにした場
合には、室内ユニッ）Ａ−Ｄの運転台数を基準とするよ
うな場合に比較して、室内ユニットＡ−Ｄでの状況をよ
り正確に把握した、ネｎ度のよい周波数制御を行なうこ
とが可能となる。

また第５図のステップ５１８　、Ｓ２０　、Ｓ２１　、
Ｓ１５のように、ΣＳが増加したときに、ΣＳ増加後の
初期設定周波数と現在のインバータ周波数とを比較し、
周波数の大である方をΣＳ増加後のインバータ周波数と
するような制御を行なった場合には、ΣＳ増加時にイン
バータ周波数が低下することはなく、そのため暖房能力
の低下を防止し得ることになる。

次に上記ステップＳ１６のＰ制御及びｌ制御について、
第６図に基づいて説明するが、この制御は具体的には、
比例制御（以下、Ｐ制御という）と、積分制御（以下、
これをｌ制御という）とから成るものである。まずステ
ップＳ３１において、起動後あるいは前回の制御の後、
所定時間（例えば３０秒）が経過したか否かの判断をす
る。ＮＯの場合には、ステップ５１７（第５図）へと移
るが、ＹＥＳの場合には、次のステップ５３２にて以下
の計算を行なうと共に、算出されたΔｆだけインバータ
周波数を増減させるようＰ制御を行なう。

Δｆ−にｐ・　（ΣΔＴＯ−ΣΔＴｌ）なお上記におい
てΔｆは変化させるべき周波数、ΔＴＯは今回のΔＴ、
ΔＴ１は前回のΔＴ１にｐは比例項係数（暖房時は負の
係数）である、そして次のステップＳ３３にて上記にお
いて求めたΔｆがＯであるか否かの判断をするが、前述
したように、ΣΔＴの上限を３．０としであるために、
起動後直後のように各室内ユニットＡ−ＤでのΔＴの絶
対値が大きいような場合、あるいは各室内温度が設定値
に非常に近接してかつ安定しているような場合には、−
上記（ΣΔＴＯ−ΣΔＴｌ）の項が零になるため、この
Ｐ制御は行なわれない。そのためこのような場合には上
記ステップＳ３３がＹＢＳとなり、次のステップＳ３４
にてｌ制御用カウンタを１だけ進める。一方ステップＳ
３３がＮＯとなった場合、つまりＰ制御を行なった場合
には、ステップＳ３５にて上記１制御用カウンタをクリ
アすると共に、ステップ５１７（第５図）へと移行する
。そしてステップＳ３６においては、上記１制御カウン
タが６以上であるか否か、つまりＰ制御が継続して６回
以上行なわれなかったか否かの判断をし、ＮＯである場
合にはステップ５１７（第５図）へと移り、一方ＹＨ３
である場合には、ステップＳ３６において次式に基づい
てｌ制御を行なうと共に、ステップ５１７（第５図）へ
と移り、以後同様な作動を繰返す。

Δｆ　＝ＫｉΣΔＴＯ なお上記ΔＴＯは前記同様であり、またＸｉは積分項係
数（暖房の場合には負の係数）である。すなわち上記ス
テップＳ３６においては、ΣΔＴに略比例してインバー
タ周波数を増加するような制御を行なうのである。

第５図のステップＳ１６においては上記のようにΣΔＴ
に基づくインバータ周波数の制御が行なわれる訳である
が、これをまとめると以下■〜■のようになる。

■起動直後のように各ΔＴの絶対値が大きく、ΣΔＴが
上限値（３，０＞である状態を継続している場合には、
Ｐ制御は行なわれず、所定時間毎（例えば３分間毎）に
ｌ制御が行なわれ、インバータ周波数はΣΔＴに応じて
増加する。

■各室温が設定値に近づいてΣΔＴの絶対値が増減する
ような状態になると、Ｐ制御が行なわれ、インバータ周
波数は、ΣΔＴの絶対値の変化に応じて増減することに
なる。

■各室内温度が設定温度に接近し、かつ変動の少ないよ
うな場合には、■制御が行なわれ、インバータ周波数は
ΣΔＴに応じて増減する。

以上のようにΣΔＴに基づくＰ制御及びＩ制御を行なっ
た場合には、各室内負荷を考慮したきめ細かい暖房能力
制御を行なうことが可能となる。

なお上記実施例においては空調負荷を検出するのに室温
と設定温度との温度差ΔＴの最大絶対値を用いたが、Σ
ΔＴを使用する等、これ以外の他の方法によっても検出
可能である。

（発明の効果） この発明の空気調和機においては、上記のように合計負
荷容量値と空調負荷とに基づいて圧縮機の最適使方を設
定するようにしであるので、各室内ユニットのより詳し
いデータに基づいた制御が行なえ、この結果、過不足の
ない精度のよい崗力制御を行なうことが可能となり、そ
のため使用者の快適感を向上し得ることになる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の空気調和機の実施例を示し、第１図は全
体構成ブロック図、第２図は冷媒回路図、第３図は制御
機構のブロック図、第４図は室内ユニット側での制御方
法のフローチャート図、第５図及び第６図は運転制御方
法のフローチャート図である。 １・・・圧縮機、３２・・・空調負荷検出手段、３３・
・・負荷容量値把握手段、３７・・・圧縮機制御手段、
３８・・・圧縮機制御手段、Ｘ・・・室外ユニット、Ａ
、Ｂ、Ｃ，Ｄ・・・室内ユニット。 特許出願人　　　　　　　ダイキン工業株式会社代　理
　人　　　　　　西　　森　　正　　博ｊ；・−１゛、
ｉじ、ノ 第１図 ７フ 第４図 帛５図 第す図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、圧縮能力可変な圧縮機（１）を有する室外ユニット
   （Ｘ）に複数台の室内ユニット（Ａ）・・を接続するこ
   とにより冷媒サイクルを構成した空気調和機において、
   運転要求のある室内ユニット（Ａ）・・の合計負荷容量
   値を把握するための負荷容量把握手段（３３）と、上記
   運転要求のある室内ユニット（Ａ）・・の空調負荷を検
   出する空調負荷検出手段（３２）と、上記合計負荷容量
   値と上記空調負荷との関連において上記圧縮機（１）の
   圧縮能力を記憶する圧縮能力記憶手段（３８）と、上記
   把握された合計負荷容量と上記検出された空調負荷とに
   基づいて圧縮機（１）の圧縮能力を選択すると共に圧縮
   機（１）が上記能力になるように運転制御をするための
   圧縮機制御手段（３７）とを有することを特徴とする空
   気調和機。