JPS6249146A - 多室形空気調和機 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、１台の室外機に複数台の室外機を冷媒回路
にて接続可能とした多室形空気調和機に関する。

［従来の技術］ 第８図は例えば特開昭５７−５５３４２号公報に示され
た従来の多室形空気調和機の制御装置を示す回路図で、
図において（１）は圧縮機付勢回路、（２）は三相交流
電源、（３）は三相余波整流回路、（４）・は直流電圧
調整回路、（５）はパワートランジスタで構成されたイ
ンバータ回路、（６）は直流電圧調整回路（４）の電圧
及びインバータ回路（５）の周波数を制御するインバー
タ制御回路、（７）は電動圧縮機、（８）は最大値選別
回路、（９ａ）　（９’ｂ）　（９ｃ）は複数の室内機
からの温度差信号Ｅ　シａ、　Ｅ　ｔ、ｂ、　Ｅ　ｔ、
ｃがそれぞれ印加される入力端子、（１０ａ）　（１０
ｂ）　（１０ｃ）は電圧比較器、（Ｉｌａ）（ｌｌｂ）
（］１．ｃ）はダイオード、（１２）は抵抗、（１３）
は電圧Ｖｓを出力する出力端子である。

次にその動作について説明する。複数の室内機から入力
端子（９ａ）　（９ｂ）　（９ｃ）への温度差（室温と
設定温度との差）信号電圧Ｅ　ｔ、ａ、　Ｅ　ｔ、ｂ、
　Ｅ　ｊｃは、それぞれ電圧比較器（１０ａ）　（ｌｏ
ｂ）　（１０ｃ）の十入力端子に入力される。又、この
電圧比較器（ｌｏａ）　（ｌｏｂ）　（ＩＯｃ）の−入
力端子は一括されて出力端子（１３）に接続され各演算
器の出力端子とダイオード（Ｉｌａ）（ｌｌｂ）（１１
ｃ）を介して接続さ、ｈているため、これら電圧比較器
（１０ａ）　（１０ｂ）　（１０ｃ）の基準電圧はすべ
で同値Ｖｓとなり、入力Ｅ　ｔ、ａ、　Ｅ　ｊｂ、　Ｅ
　Ｌｃの最大値によって決定され、この最大値が出力電
圧Ｖｓとして取出される。この出力電圧Ｖｓがインバー
タ制御回路（６）に入力され、インバータ制御回路（６
）からインバータ回路（５）への周波数制御信号をＶｓ
の関数とし、各室内機の温度差信号の内置も大きい値に
対応する周波数で圧縮機が運転される。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の多室形空気調和機は以上のように構成されている
ので、各室内機ごとに、温度差信号を処理し、室外機の
マイクロコンピュータ（以下マイコンという）などと情
報の授受ができる機能をもたせる必要があるため高価と
なり、また室内機の運転台数の変化時、例えば最大温度
差以下の温度差しかない室内機が追加運転される時には
圧縮機の能力は変えられず、能力不足となる場合がある
などの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、比較的安価で運転台数の変化に対応して常に
適正な能力で効率のよい圧縮機運転の可能な多室形空気
調和機を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明にかかる多室形空気調和機は運転中の室内機の
数、能力を判定して運転中室内機の能力の総和を決定ル
、それに応じた圧縮機の運転周波数を決定し、一方冷媒
回路の飽和凝縮温度を生成し、それを検出し、その飽和
凝縮温度が適正領域にあるかどうかを判定し、その判定
：ｆｌ’ｉ果に応じて」二記室内機能力の総和に応して
決定さｔシた圧縮機運転周波数を補正し、この補正され
た運転周波数に圧縮機を制御するよう構成したものであ
る。

この発明の別の発明にかかる多室形空気調和機は、上記
のものの飽和凝縮温度の代りに、凝縮圧力を生成し、検
出し、そしてそれが適正領域にあるかどうかを判定する
よう構成したものである。

［作　用］ この発明においては、運転開始時及び室内機の運転台数
が変化した時に、室内機能力の総和に応じた周波数で圧
縮機を運・広し、その運転中に飽和凝縮温度を検出して
、それが適正領域にあるかどうかによって、圧縮機運転
周波数を加減補正する。

この発明の別の発明においては、」二記飽和凝縮温度の
代りに凝縮圧力を検出して、それが適正領域にあるかど
うかによって圧縮機運転周波数を加減補正する。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例について説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示すイ既１１１８構成図
で、図において（７）は第８図同様の電動圧縮機、　（
１４）は四方弁、（１５）は室外側熱交換器、（１６）
は温度式膨張弁、（１７）は受液）１ｇ、　（１８）は
アキュムレータで、これらにより室外側冷媒回路（１９
）を構成している。

（２０ａ）　（２０ｂ）は、室外側冷媒回路（１９）か
らＭ４列分岐された室内側冷媒回路（２１ａ）　（２１
ｂ）に設けられた室内側熱交換器、　（２２）は室外機
、（２３ａ）　（２３ｂ）は室内機、（２４ａ）　（２
４ｂ）は各室内機（２３ａ）　（２３ｂ）　ヘの冷媒回
路（２１ａ）　（２１ｂ）に設けられた電子式リニア膨
張弁（以下ＬＥＶという）　、　（２５）は、圧縮ｅｔ
（７）１１７）吐出側と吸入側間の冷媒バイパス回路に
設けられた毛細管、（２６）はこの毛細管（２５）への
流入冷媒と流出冷媒間の熱交換器、（２７）は毛細管（
２５）の入［］冷媒温度を検出する温度センサ、（２８
）はこれら（２５）（２６）　（２７）からなる飽和凝
縮温度生成手段である。

上記室内ｖ＆（２３ａ）　（２３ｂ）は室内側熱交換器
（２０ａ）（２０ｂ）のみで構成され、他の部分はすべ
て室外機（２２）に収納されている。（２９）は、各室
内機（２３ａ）（２３ｂ）からの運転指令をもとにして
運転中の室内機がどれかをマイクロコンピュータ（以下
マイコンという）などで判定する運転室内機判定手段、
（３０）はこの手段（２９）の判定結果と予めマイコン
などに入力されている各室内機の能力とで、マイコンな
どにより運転室内機の能力総和を決定する運転室内機能
力総和決定手段、（３１）は、この手段（３０）により
決定さ、ｔシた運転室内機能力総和ΣＱ１の関数ｆ（Σ
Ｑｉ）として圧縮機運転周波数Ｆ　ｊ　−１をマイコン
などで決定する圧縮機運転周波数決定手段、（３２）は
飽和凝縮温度生成手段（２８）の温度センサ（２７）か
１１の信号により飽和凝縮温度（以下ＣＴという）を険
出しマイコンなど上記憶する飽和凝縮温度検出手段、　
（３３）はこの手段（３２）で検出したＣＴが、ｒ・め
マイコンなどに設定された適正領域を中心に、これより
高い高領域、これより低い低領域の３領域中の何れの領
域にあるかをマイコンなどで判定する適正飽和凝縮温度
判定手段、（３４）は、この手段（３３）による判定５
結果に応じ、即ちＣ７１７が適正領域にあろロタは、圧
縮機運転周波数決定一手段（３１）で決定さ１した圧Ｊ
！ｉｉ機運転周波ＨＦ　、ｊ−１そのまま、低領域にあ
る時は、補正周波数ΔＦ１をＦｊ−１に加え、高領域に
ある時は補正周波数ΔＦ２をＦｊ−１から減じて補正さ
れた圧縮（幾運転周波数Ｆｊを決定する圧縮機運転周波
数補正手段、（３５）は、圧縮機運転開始時及び室内機
運転台数変更時には手段（３１）により決定された運転
周波数Ｆｊ−１に、圧縮機運転中は手段（３４）により
補正された運転周波数Ｆｊに、圧縮機（７）の運転周波
数を制御する圧縮機運転周波数制御手段である。

（３６）はこれらの手段（２９）〜（：＋Ｓ）からなる
圧縮機運転周波数制御装置である。

第２図は、圧縮機付勢回路（１）及び、第１図の圧縮機
運転周波数制御装置（３６）の−例を示す電気回路図で
、図において（２）は第８図と同様の二相交流電源、（
３）は三相全波′Ｊ′１ｄε回路、（５）可変周波数装
置を構成するインバータ回路、（６）は圧縮機運・Ｍ周
波数制御手段を構成するインバータ制御回路で、（３７
）は直流電圧平滑回路、　（：３８．Ｕ）　（３８ｂ）
は、室内機（２３ａ）　（２３ｂ）の運転指令を室外機
（２２）へ伝送すると共に室内機側の制御を行なう制御
回路、（３！］ａ）（３９ｂ）　（４０ａ）（’Ｊｏｂ
）は、室内機（２３ａ）　（２３ｂ）と室外機（２２）
と接続する運転信号伝送線用のコネクタ、（＝Ｈ）はマ
イコン、（４２ａ）　（４２ｂ）は室内機（２３ａ）　
（２３ｂ）からの運転信号をマイコン（４１）へ入力す
るためのインターフェイス、（４３ａ）（４３ｂ）は室
内１（２３ａ）（２３ｂ）の能力を設定しマイコン（４
１）に入力する室内機能力設定回路でそれぞれ３個のス
イッチ（４７Ｉａ）（４４ｂ）及び３個のプルアップ抵
抗（４５ａ）　（４５ｂ）からなる。（４６）は飽和凝
縮温度生成手段（２８）の温度センサ（２７）からの温
度信号をデジタル信号に変換し、マイコン（旧）に入力
するアナログデジタル変換器（以下Ａ／Ｄ変換器でいう
）、（４７）はマイコン（４１）の入力回路、（４８）
はそれのメモリ、（４９）はそれの中央処理装置（以下
ＣＰＵという）、　（５０）はそれの出力回路で、この
マイコン（４１）は、室内機からの運転信号、温度セン
サからの温度信号、各室内機能力を読み込み、上記運転
室内機判定手段（２９）、運・耘室内機能力総和決定温
段（３０）、圧縮機周波数決定手段（３１）、飽和凝縮
温度検出手段（３２）、適正飽和温度判定手段、及び圧
縮機運転周波数補正手段（３４）を実行し、インバータ
制御回路（６）に周波数制御信号を出力するためのもの
である。

第３図は、室内機能力の総和と圧縮機運転周波数との関
係を示す動作特性図である。圧縮機（７）への付勢電源
周波数、即ち運転周波数を可変とすれば回転数が変化し
、圧縮機（７）の能力を自由に変えることができるので
、図示のように例えば小さい能力Ｑ１の室内機（２３ａ
）単独運転時は圧縮機運転周波数を最も低いｆ（Ｑｌ）
に、大きい能力Ｑ２の室内機（２３ｂ）単独運転の時は
ｆ（Ｑ２）に１両室内機（２３ａ）（２３ｂ）共に運転
の時は室内機能力総和はＱ１＋Ｑ２となり、運転周波数
を最も高いｆ（ｑｔ＋Ｑ２）にする必要がある。

第４図は飽和凝縮温度ＣＴと圧縮機運転周波数との関係
を示す動作特性図で、圧縮機運転周波数が高い程ＣＴが
高くなることを示している。室外機の空気温度、湿度及
び運転中の室内機の台数。

空気温度、湿度等できまる圧縮機（７）の負荷の変化を
パラメータとし、負荷の最も大きい時の特性がｆＡ（Ｃ
Ｔ）、中位の負荷の時ｆＢ（ＣＴ）、最も低い負荷の時
ｆ　Ｃ（ＣＴ）となる。図において、例えばｆＢ（ＣＴ
）のＢ点においてＣＴが適正領域にあったが、負荷変動
によりｆＡ（ＣＴ）で示される特性にに移行したとする
と、周波数ＦＢのままではＣＴは低領域になり、空気調
和機として能力不足となるため、ＣＴを適正領域に保つ
ためには、圧縮機（７）の運転周波数をΔＦ１だけ上昇
させてＦＡにする必要がある。また、同様に負荷変動で
ｆＣ（ＣＴ）で示される特性に移動したとすると、周波
数Ｆ［ｌのままではＣＴは高領域になり、圧縮ｍ　（７
）の吐出冷媒温度も高くなり、軸受の焼付けなど故障の
原因となり、空気調和機の能力過多となるので、ＣＴを
適正領域にするために圧縮機（７）の運転周波数をΔＦ
２下降させてＦＣにする必要がある。

次に制御動作を第５図のフローチャートで説明する。第
５図はマイコン（４１）のメモリ（４８）上記憶され、
ＣＰ　Ｕ　（／１９）で実行されるプログラムのフロー
チャー１−で、室内機（２３ａ）をＮｏ、１、室内機（
２３ｂ）をＮｏ、２とすると、プログラムのスタートに
あたり、ステップ（５１）でＮｏ、　１が運転かどうか
を、ステップ（５２）　（５３）でＮｏ、、２が運転か
どうかを、室内機（２３ａ）　（２３ｂ）の制御回路（
３８ａ）　（３８ｂ）がらのインターフェイス（４２ａ
）　（４２ｂ）を介してマイコン入力回路（４７）に入
力される運転指令の有無によって判定する。Ｎｏ、　１
　、　Ｎｏ、　２共に運転の場合はステップ（５４）で
、Ｎ０１１のみが運転の場合はステップ（５５）で。

Ｎｏ、２のみが運転の場合はステップ（５６）で、予め
室内機能力設定回路（４３ａ）　（４３ｂ）から入力さ
れメモリ（４８）上記憶されているＮｏ、　１　＋Ｎｏ
、　２の能力総和Ｑ１＋Ｑ２．Ｑｌ、Ｑ２に対する周波
数ｆ　（０１＋０２）。

ｆ　（０１）又はｆ　（Ｑ２）を１周波数データＦｊ−
１に代入する。次に以上の運転状態に応じ、Ｎｏ、　Ｉ
　、Ｎｏ、　２共に運転時はステップ（５７）で「１」
を、Ｎｏ、　ｌ　、ｑｉ独運転時はステップ（５８）で
ｒ２」を、Ｎｏ、２単独運転時はステップ（５９）で「
３」を前運転モードデータＭｊ−１に代入する。こうし
てステップ（６０）に移り、ここでその時の周波数出力
データＦｊ−１がマイコン出力回路（５０）からインバ
ータ制御回路（６）に出力され、インバータ回路（５）
の周波数をＦｊ−１の周波数として圧縮機（７）を付勢
し、この周波数で圧縮機（７）の運転が開始される。圧
縮機（７）の運転が開始され飽和凝縮温度生成手段（２
８）によるＣＴ　ｇ＋ｑ定が可能となると、温度センサ
（２７）からＡＩＤ変換″Ａ″”ｊｉ　（４６）を介し
て入力される温度信号の有無によりステップ（６１）で
これを判定し、ステップ（６２）に進み、Ａ／Ｄ変換器
（７Ｉ６）を介して入力される温度信号からＣＴが８１
’Ｊ定される。その測定されたＣＴと、予めメモリ（４
８）上記憶されている第４図に示すＣ′Ｆの適正領域と
の比較がステップ（６３）　（６／Ｉ）（６５）で行な
われ、ＣＴが高領域にある時はステップ（６６）に、Ｃ
Ｔが適正領域にある時はステップ（６７）に、ＣＴが低
領域にある時はステップ（６８）に進み、ここで周波数
出力データＦｊ−１の補正が行なわれる。即ちステップ
（６７）では前周波数データＦｊ−１をそのまま新たな
周波数データＦｊに、ステップ（６８）ではＦｊ−１に
予め設定記憶されている補正周波数ΔＦ１を加えＦｊ−
１＋ΔＦｌをＦｊに、ステップ（６６）ではＦｊ−１か
ら別の設定記憶されている補正周波数ΔＦ２を減じＦｊ
−１−ΔＦ２をＦｊに代入する。そしてステップ（６９
）において補正された周波数データＦｊが出力回路（５
０）から出力され、インバータ制御回路（６）によって
インバータ回路（５）の周波数をＦｊとし、この周波数
で圧縮機が付勢され運転される。周波数補正終了後は、
ステップ（７０）　（７１）　（７２）で室内機の運転
台数のチェックが行なわれ、Ｎｏ、　］、　、Ｎｏ、　
２共に運転の場合はステップ（７３）でｒｌＪが、Ｎｏ
、　ｌ単独運転の時はステップ（７４）でｒ２」が、Ｎ
ｏ、２単独運転の時はステップ（７５）で「３」が現運
転モードＭｊに代入され、ステップ（７６）に進む。ス
テップ（７６）で前運転モードＭｊ−１と現運転モード
Ｍｊとの比較が行なわれ１等しければ運転台数の変化は
ないとしてステップ（６１）に進み、次のＣＴの測定が
始まる。等しくなければ室内機の運転台数に変化があっ
たとしてステップ（５１）に進み、新たな周波数設定が
行なわれる。

以上のサイクルが繰り返されることにより、運転開始時
及び室内機運転台数変化時には、室内機能力の総和ΣＱ
ｉに応じた周波数ｆ（ΣＱｉ）で圧縮機（７）が運転さ
れ、通常運転時は、ＣＴを適正領域に保つように周波数
制御される。なお、各室内機（２３，Ｊ）　（２３ｂ）
共に停止の場合は、ステップ（７７）で室外機（２２）
の運転を止める。なお、以上の制御は室内機２台の場合
を例に説明したが、３台以」二の場合でもよいことはも
ちろんである。

以」二の実施例においては、飽和凝縮温度生成手段（２
８）によって生成されたＣＴに応じて周波数側ＯＩｌを
行なってきたが、このＣＴの代わりに凝縮圧力を生成、
検出して、これに応じて周波数制御を行なってもよい。

第６図はこの場合の実施例の概略構成図で１図において
（７）（１４）〜（２６）　（２９）〜（３１）（３４
）（３５）は、第１図の同一符号と同−或は相当部分を
示し、　（７８）は毛細管（２５）の人力冷媒圧力を検
出する圧力センサ、（７９）は毛細管（２５）、熱交換
器（２６）及び圧力センサ（７８）からなる凝縮圧力生
成手段、（８０）は凝縮圧力検出手段、　（８１）は適
正凝縮圧力判定手段である。

第７図はモリエル線図を示し、点線で示す一般的な冷凍
サイクルにおいて、この冷凍サイクル線上における飽和
液線と飽和蒸気線で挟まれている領域Ｘでは、凝縮圧力
と飽和凝縮温度は共に一定で、共に圧縮機（７）の運転
周波数によって変化する。従って、飽和凝縮温度Ｃｒ２
代わりに圧力センサ（７７）からの凝縮圧力に応じた信
号から凝縮圧力を検出して、これが適正領域にあるかど
うかを判定し、これに応じて圧縮機運転周波数を補正す
るようにしても、ＣＴによって周波数制御する上述の実
施例と全く同様の作用、効果を得ることができる。

［発明の効果コ 以上のようにこの発明によれば、室内機能力の総和に応
じて圧縮機の運転周波数を決定し、この運転周波数を、
運転時の飽和凝縮温度又は凝縮圧力が適正領域にあるか
でうかに応じて補正した運転周波数によって圧縮機を運
転するよう構成したので、比較的安価な構成で、各室内
機の運転台数に応じた最適の高効率運転が可能な信頼性
の高い多室形空気調和機が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
はそれの電気回路図、第３図、第４図はその動作説明図
、第５図はこの実施例の動作を説明するためのフローチ
ャート、第６図はこの発明の他の実施例を示す概略構成
図、第７図はそれの動作説明図のモリエル線図、第８図
は従来の多室形空気調和機の制御装置を示す電気回路図
である。 図において（１）は圧縮機付勢回路、（２）は交流電源
、（５）はインバータ回路（可変周波数装置）、（６）
はインバータ制御回路、（７）は圧縮機、（１５）は室
外側熱交換器、（１９）は室外側冷媒回路、（２０ａ　
）（２０ｂ）は室内側熱交換器、（２１ａ）　（２１ｂ
）は室内側冷媒回路、（２２）は室外機、（２３ａ）　
（２３ｂ）は室内機、（２７）は温度センサ、（２８）
は凝縮飽和温度生成手段、（２９）は運転室内機判定手
段、（３２）は飽和凝縮温度検出手段、（３３）は適正
飽和凝縮温度判定手段、（３４）は圧縮機運転周波数補
正手段、（３５）は圧縮機運転周波数制御手段、　（３
６）は圧縮機運転周波数制御装置、（４１）はマイコン
、（７８）は圧力センサ。 （７９）は凝縮圧力生成手段、（８０）は凝縮圧力検出
手段、（８１）は適正凝縮圧力判定手段である。 図中同一符号は同−或は相当部分を示す。 第１図 第２図 第３閏 室内磯堆力肺Ｉ勺 笥　４　図 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）電源より可変周波数装置を介して付勢される圧縮
   機を含む１台の室外機に複数台の室外機を冷媒回路にて
   接続可能とした多室形空気調和機において、運転中の室
   内機を判定する手段、この手段による判定結果から運転
   中室内機の能力の総和を決定する手段、この手段によっ
   て決定された運転室内機の能力総和に応じた気縮機の運
   転周波数を決定する手段、上記冷媒回路の飽和凝縮温度
   を生成する手段、この手段からの飽和凝縮温度を検出す
   る手段、この手段により検出された飽和凝縮温度が適正
   領域にあるかどうかを判定する手段、この手段の判定結
   果に応じ、上記圧縮機運転周波数決定手段によって決定
   された圧縮機運転周波数を補正する手段、及び上記圧縮
   機運転周波数決定手段で決定され、上記圧縮機運転周波
   数補正手段で補正された周波数に上記可変周波数装置に
   よる圧縮機運転周波数を制御する手段を備えたことを特
   徴とする多室形空気調和機。
2. （２）上記適正飽和凝縮温度判定手段は、上記飽和凝縮
   温度検出手段により検出された飽和凝縮温度が予め設定
   された適正領域を中心とした複数の領域の何れにあるか
   を判定する手段であり、上記圧縮機運転周波数補正手段
   は、前記適正飽和凝縮温度判定手段の判定結果に応じ、
   飽和凝縮温度が適正領域より低い領域にある時は、上記
   圧縮機運転周波数決定手段によって決定された周波数に
   所定周波数を加え、適正領域より高い領域にある時は所
   定周波数を減じた値に圧縮機運転周波数を補正する手段
   である特許請求の範囲第１項記載の多室形空気調和機。
3. （３）電源より可変周波数装置を介して付勢される圧縮
   機を含む１台の室外機に複数台の室外機を冷媒回路にて
   接続可能とした多室形空気調和機において、運転中の室
   内機を判定する手段、この手段による判定結果から運転
   中室内機の能力の総和を決定する手段、この手段によっ
   て決定された運転室内機の能力総和に応じた圧縮機の運
   転周波数を決定する手段、上記冷媒回路の凝縮圧力を生
   成する手段、この手段からの凝縮圧力を検出する手段、
   この手段により検出された凝縮圧力が適正領域にあるか
   どうかを判定する手段、この手段の判定結果に応じ、上
   記圧縮機運転周波数決定手段によって決定された圧縮機
   運転周波数を補正する手段、及び上記圧縮機運転周波数
   決定手段で決定され、上記圧縮機運転周波数補正手段で
   補正された周波数に上記可変周波数装置による圧縮機運
   転周波数を制御する手段を備えたことを特徴とする多室
   形空気調和機。
4. （４）上記適正凝縮圧力判定手段は、上記凝縮圧力検出
   手段により検出された凝縮圧力が予め設定された適正領
   域を中心とした複数の領域の何れにあるかを判定する手
   段であり、上記圧縮機運転周波数補正手段は、前記適正
   凝縮圧力判定手段の判定結果に応じ、凝縮圧力が適正領
   域より低い領域にある時は、上記圧縮機運転周波数決定
   手段によって決定された周波数に所定周波数を加え、適
   正領域より高い領域にある時は所定周波数を減じた値に
   圧縮機運転周波数を補正する手段である特許請求の範囲
   第３項記載の多室形空気調和機。